Question

15．如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為350N的泥桶，動滑輪重為10N，不計摩擦及繩重．若工人在5s內(nèi)將繩子勻速向上拉9m，則泥桶上升3m，手拉繩子的力為120N，拉力的功率為216W，滑輪組的機械效率為97.2%．

Answer 1

分析 （1）從滑輪組的結構圖上得出直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)n，s=nh，據(jù)此求泥桶上升的高度；
（2）不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，利用F=$\frac{1}{3}$（G_輪+G_物）求拉力大�。�
（3）求出了拉力大小，知道拉力移動的距離和做功時間，利用功的公式W=Fs和功率公式P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（4）把泥桶提升做的功為有用功，拉力做的功為總功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）如圖，泥桶由3股繩子承擔，n=3，
根據(jù)s=nh可得，泥桶上升的高度：
h=$\frac{s}{n}$=$\frac{9m}{3}$=3m；
（2）不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，拉力大小：
F=$\frac{1}{3}$（G_輪+G_物）=$\frac{1}{3}$（10N+350N）=120N；
（3）拉力做功：
W_總=Fs=120N×9m=1080J，
拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{1080J}{5s}$=216W；
（4）提升泥桶做的有用功：
W_有=Gh=350N×3m=1050J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1050J}{1080J}$×100%≈97.2%．
故答案為：3；120；216；97.2%．

點評 本題考查了學生對功率的公式、機械效率公式、滑輪組s=nh、有用功、總功的理解和運用，因條件已給出，難度不大．