Question

4．工人利用如圖所示的滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升0.5m，工人所用的拉力F為600N，（不計(jì)摩擦和繩重），求：
（1）人的拉力做的功為多少J？
（2）此滑輪組的機(jī)械效率為多少？
（3）若用此滑輪組提升重為1500N的物體，繩上拉力是多少N？

Answer 1

分析 （1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2，s=2h，根據(jù)W=Fs求出總功；
（2）根據(jù)W=Gh求出工人做的有用功；根據(jù)效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）不計(jì)摩擦和繩重，利用F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重；再利用F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動(dòng)）求用此滑輪組將1500N的重物勻速向上的拉力．

解答 解：
（1）由圖知n=2，拉力端移動(dòng)的距離：s=2h=2×0.5m=1m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=600N×1m=600J；
（2）工人做的有用功：
W_有=Gh=900N×0.5m=450J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{450J}{600J}$×100%=75%；
（3）由于不計(jì)摩擦和繩重，拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動(dòng)），
所用動(dòng)滑輪的重：
G_動(dòng)=2F-G=2×600N-900N=300N；
若用此滑輪組將1500N的重物，此時(shí)拉力：
F′=$\frac{1}{2}$（G_物′+G_動(dòng)）=$\frac{1}{2}$（1500N+300N）=900N．
答：（1）人的拉力做的功為600J；
（2）此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75%；
（3）若用此滑輪組提升重為1500N的物體，繩子上的拉力為900N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組功的計(jì)算、機(jī)械效率的計(jì)算，搞清各力與距離之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，熟練運(yùn)用相關(guān)公式是解決此題的關(guān)鍵．