Question

9．如圖所示裝置，繩重及摩擦不計．裝卸工人將重為800N的貨物提至高處，人對繩的拉力F₁為500N，貨物在1min內(nèi)勻速上升了5m．
（1）請在圖中畫出繩子的繞法
（2）求拉力做的功和功率
（3）求滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）人站在地面上拉繩子，所以應先繞過定滑輪，固定端在定滑輪的掛鉤上．
（2）利用滑輪組做功時，動力（手的拉力）做的功為總功，利用W=Fs計算，知道做功時間，利用功率公式即可求出拉力的功率；
（3）對物體所做的功為有用功，利用W=Gh計算，再利用效率公式求滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）要求施力方向向下，從繩子末端開始，依次繞過定滑輪、動滑輪，這樣反復完成，繞法如圖所示：

（2）由圖可知，n=2，則s=2h=2×5m=10m，
總功：W_總=Fs=500N×10m=5000J，
功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{5000J}{60s}$≈83.3W；
（3）有用功：W_有=Gh=800N×5m=4000J，
機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{4000J}{5000J}$×100%=80%；
答：（1）見解答圖；
（2）拉力做的功為5000J；功率為183.3W；
（3）滑輪組的機械效率為80%．

點評 本題綜合考查了滑輪組的繞法、有用功、總功、功率、機械效率的計算，本題關鍵是確定滑輪組承擔物重繩子股數(shù)n的確定（直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)）．