Question

3．杭州市政府投巨資于民生工程，對(duì)背街小巷實(shí)施景觀改造．施工中，一建筑工人用滑輪組提升重為240N的泥桶，動(dòng)滑輪重為30N，不計(jì)摩擦及繩重（如右圖所示）．若工人在2s內(nèi)將泥桶勻速提高3m．求：
（1）工人使用滑輪組時(shí)做的有用功為480焦．
（2）工人拉繩子的力為90牛；拉力的功率為270瓦．

Answer 1

分析 由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則s=3h．
（1）知道提升物體的高度和物重大小，利用W_有用=Gh求出使用滑輪組做的有用功；
（2）不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重，知道物重和拉力大小，根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動(dòng)）求拉力；
利用s=3h求出繩子自由端移動(dòng)的距離，利用W_總=Fs求出總功，再利用功率公式求拉力做功功率．

解答 解：（1）使用滑輪組做的有用功：
W_有用=G_泥桶h=240N×2m=480J；
（2）因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，
所以拉力F=$\frac{1}{3}$（G_泥桶+G_輪）=$\frac{1}{3}$（240N+30N）=90N，
s=3h=3×2m=6m，
使用滑輪組做的總功：
W_總=Fs=90N×6m=540J，
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{540J}{2s}$=270W．
故答案為：480；90；270．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了學(xué)生對(duì)有用功、總功、功率和滑輪組的機(jī)械效率的理解和掌握，利用好不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，拉力F=$\frac{1}{3}$（G_泥桶+G_輪）是本題的關(guān)鍵．