Question

18．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，工人所用的力為600N，（不計摩擦與繩重）
（1）人的拉力做的功為多少J？
（2）此時滑輪組的機械效率為多大？？
（3）若用此滑輪組提升重為1500N的物體，所需拉力為多少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械效率；
（3）根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動）的變形式求出動滑輪的重；然后可求用此滑輪組將1500N的重物勻速向上的拉力．

解答 解：（1）由圖知n=2，s=2h=2×0.5m=1m，
拉力做的總功W_總=Fs=F×2h=600N×1m=600J；
（2）工人做的有用功：W_有=Gh=900N×0.5m=450J；
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{450J}{600J}$×100%=75%；
（3）因為不計摩擦和繩重，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動）可得，
所用動滑輪的重：G_動=2F-G=2×600N-900N=300N；
若用此滑輪組將1500N的重物，則拉力F′=$\frac{1}{2}$（G_物′+G_動）=$\frac{1}{2}$（1500N+300N）=900N．
答：（1）人的拉力做的功為600J；
（2）此時滑輪組的機械效率為75%；
（3）若用此滑輪組提升重為1500N的物體，所需拉力為900N．

點評 本題中主要考查了功的計算、機械效率和拉力的計算，搞清各力與距離之間的對應關系，熟練運用相關公式是解決此題的關鍵．