Question

如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，動(dòng)滑輪重為20N，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重．若工人在5s內(nèi)將泥桶勻速提高2m．求：
（1）工人使用滑輪組時(shí)做的有用功；
（2）工人拉繩子的力；
（3）工人做的總功；
（4）拉力的功率；
（5）滑輪組的機(jī)械效率（得數(shù)保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則s=3h．
（1）知道提升泥桶的高度和泥桶大小，利用W_有用=Gh求出使用滑輪組做的有用功；
（2）不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重，知道泥桶和拉力大小，根據(jù)F=

1

3

（G_物+G_動(dòng)）求拉力；
（3）利用s=3h求出繩子自由端移動(dòng)的距離，利用W_總=Fs求出總功；
（4）知道做功時(shí)間，利用功率公式求拉力做功功率；
（5）利用η=

W有用

W總

求出該滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：（1）使用滑輪組做的有用功：
W_有用=Gh=220N×2m=440J；
（2）∵不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重，
∴拉力F=

1

3

（G_物+G_輪）=

1

3

（220N+20N）=80N，
（3）由圖知，n=3，
s=3h=3×2m=6m，
使用滑輪組做的總功：
W_總=Fs=80N×6m=480J，
（4）P=

W總

t

=

480J

5s

=96W；
（5）滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

440J

480J

×100%≈92%．
答：（1）工人使用滑輪組時(shí)做的有用功為440J；
（2）工人拉繩子的力為80N；
（3）工人做的總功為480J；
（4）拉力的功率為96W；
（5）滑輪組的機(jī)械效率約為92%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了學(xué)生對(duì)有用功、總功、功率和滑輪組的機(jī)械效率的理解和掌握，屬于基礎(chǔ)題目，要求學(xué)生應(yīng)熟練掌握．