Question

工人利用圖示的滑輪組將重400N的物體向上勻速提起2m．所用拉力為250N
（1）滑輪組的機械效率是多少？
（2）不計繩重和摩擦，則動滑輪重為多少？
（3）若用此滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升2m，拉力在這一過程中所做的功是多少？（不計繩重和摩擦力）

Answer 1

解：從圖可知，n=2，
S=2h=2×2m=4m，
（1）∵F=250N，G=400N，
∴拉力做的總功為：W_總=FS=250N×4m=1000J，
對物體做的有用功為：W_有用=Gh=400N×2m=800J，
該滑輪組的機械效率為：
η=×100%=×100%=80%；
（2）∵不計繩重和摩擦，
∴F=（G_物+G_輪）
即：250N=（400N+G_輪）
∴G_輪=100N，
（3）∵不計繩重和摩擦，
F′=（G_物′+G_輪）=（900N+100N）=500N，
W_總′=F′S=500N×4m=2000J．
答：（1）滑輪組的機械效率是80%；
（2）不計繩重和摩擦，則動滑輪重為100N；
（3）拉力在這一過程中所做的功是2000J．
分析：由圖知，承擔物重的繩子股數n=2，S=2h，
（1）從題可知，提起貨物做的功是有用功，可利用公式W_有用=Gh計算有用功，拉力做的功是總功，可利用公式W_總=FS計算總功，利用公式η=×100%計算機械效率；
（2）不計繩重和摩擦，知道拉力和物重、n=2，利用F=（G_物+G_輪）求動滑輪重；
（3）不計繩重和摩擦，知道動滑輪重和另一物重，利用F=（G_物+G_輪）求拉力，求出拉力移動的距離，利用W=FS求拉力做功．
點評：本題考查了使用滑輪組有用功、總功、機械效率的計算，用好不計繩重和摩擦時拉力F=（G_物+G_輪）是本題的關鍵．