Question

10．如圖所示，用滑輪組勻速提起一個重為35N的物體，物體在10s內豎直上升了1m，人拉繩的力為20N．試問：
（1）動滑輪的重力是多少？（不計繩重和摩擦）
（2）滑輪組的機械效率？
（3）拉力的功率？

Answer 1

分析 （1）由圖可以看出承擔物重的繩子股數(shù)n，不計繩重和摩擦，利用F=$\frac{G+{G}_{動}}{n}$求出動滑輪的重力；
（2）知道物重和物體上升的高度，根據W_有=Gh求出拉力做的有用功，然后利用s=nh求出繩子自由端移動的距離，
又知道拉力，根據W_總=Fs求出拉力做的總功，最后根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率；
（3）知道拉力做的總功和時間，根據P=$\frac{{W}_{總}}{t}$求出拉力的功率．

解答 解：（1）由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=2，
因為不計繩重和摩擦，
所以人拉繩子的力F=$\frac{G+{G}_{動}}{n}$，
則動滑輪的重力：
G_動=nF-G=2×20N-35N=5N．
（2）拉力做的有用功：
W_有=Gh=35N×1m=35J，
繩子自由端移動的距離：
s=nh=2×1m=2m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=20N×2m=40J，
則滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%
=$\frac{35J}{40J}$×100%
=87.5%．
（3）拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{40J}{10s}$=4W．
答：（1）動滑輪的重力是5N；
（2）滑輪組的機械效率是87.5%；
（3）拉力的功率是4W．

點評 本題綜合考查了有用功和總功的計算、功率的計算、機械效率的計算，利用好F=$\frac{G+{G}_{動}}{n}$和s=nh是本題的突破口，屬于基礎性題目，難度不大．