Question

（2003?桂林）一個(gè)工人用圖所示的滑輪組提升2000N的貨物，所用拉力600N，繩子自由端4秒內(nèi)拉下4m，不考慮繩重和摩擦，求：
（1）有用功和總功率；
（2）機(jī)械效率；
（3）若用此滑輪組提升3200N的貨物，所需拉力為多少？

Answer 1

分析：由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=4，重物被提升h，則拉力端移動(dòng)的距離s=4h；
（1）知道物重G和升高的高度h，利用W=Gh求出有用功；知道拉力大小，求出拉力端移動(dòng)的距離，利用W=Fs求總功，又知道所用時(shí)間，利用功率公式求總功率．
（2）根據(jù)機(jī)械效率的公式求滑輪組的機(jī)械效率；
（3）總功減去有用功為額外功，不計(jì)繩重和摩擦力時(shí)，額外功為克服動(dòng)滑輪的重力所做的功，根據(jù)W=Gh求出動(dòng)滑輪的重力，利用F=

1

4

（G_物+G_動(dòng)）求出提升3200N重物時(shí)的拉力．

解答：解：由圖可知，n=4，s=4h=4m，h=1m；
（1）有用功：
W_有=Gh=2000N×1m=2000J，
總功：
W_總=Fs=600N×4m=2400J，
總功率：
P_總=

W總

t

=

2400J

4s

=600W；
（2）機(jī)械效率：
η=

W有

W總

×100%=

2000J

2400J

×100%=83.3%；
（3）滑輪組所做的額外功，
W_額=W_總-W_有=2400N-2000J=400J，
∵不計(jì)繩重和摩擦力，
∴根據(jù)W=Gh可得，動(dòng)滑輪的重力：
G_動(dòng)=

W額

h

=

400J

1m

=400N，
用此滑輪組將重3200N的物體豎直向上勻速提升3m時(shí)，拉力的大小：
F′=

1

n

（G′+G_動(dòng)）=

1

4

（3200N+400N）=900N．
答：（1）有用功為2000J，總功率為；
（2）機(jī)械效率為600W；
（3）若用此滑輪組提升3200N的貨物，所需拉力為900N．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了使用滑輪組拉力的計(jì)算，有用功、總功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，利用好不計(jì)繩重和摩擦?xí)r拉力和物重的關(guān)系[F=

1

n

（G_物+G_輪）]是本題的關(guān)鍵．