Question

用如圖所示的滑輪組勻速提升重為480N的物體，所用拉力F為200N，將重物提升3m所用的時(shí)間為10s．求：
（1）有用功W_有為多少J．
（2）該滑輪組的機(jī)械效率η為多少．
（3）拉力F做功的功率P為多少W．
（4）若所掛物重?fù)Q為600N，則滑輪組的機(jī)械效率又為多少．（不計(jì)繩重和摩擦）

Answer 1

分析：由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，
（1）知道物體重和提升的高度，利用W=Gh求滑輪組對(duì)重物所做的有用功；
（2）求出拉力端移動(dòng)的距離s=2h，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做的功；滑輪組的機(jī)械效率可用公式η=

W有

W總

計(jì)算得出；
（3）根據(jù)P=

W

t

即可求出拉力的功率；
（4）根據(jù)原來(lái)的物重和F=

1

n

（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力，再根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

FS

=

Gh

F?nh

=

G

nF

求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：
（1）滑輪組對(duì)重物所做的有用功：W_有用=Gh=480N×3m=1440J；
（2）由圖知，n=3，s=3h=3×3m=9m，W_總=FS=200N×9m=1800J；
η=

W有

W總

×100%=

1440J

1800J

×100%=80%；
（3）P=

W總

t

=

1800J

10s

=180W；
（4）∵F=

1

3

（G+G_動(dòng)）
∴動(dòng)滑輪的重力：G_動(dòng)=3F-G=3×200N-480N=120N；
所掛物重?fù)Q為600N時(shí)，手的拉力：
F′=

1

3

（G′+G_動(dòng)）=

1

3

×（600N+120N）=240N，
∵η=

W有

W總

=

Gh

FS

=

Gh

F?nh

=

G

nF

∴η=

G′

3F′

×100%=

600N

3×240N

×100%=83.3%．
答：（1）有用功W_有為1440J．
（2）該滑輪組的機(jī)械效率η為80%．
（3）拉力F做功的功率P為180W．
（4）若所掛物重?fù)Q為600N，則滑輪組的機(jī)械效率又為83.3%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了動(dòng)滑輪重力和滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是知道忽略摩擦?xí)rF=

1

n

（G+G_動(dòng)）和η=

W有

W總

=

Gh

FS

=

Gh

F?nh

=

G

nF

的靈活應(yīng)用．