Question

如圖所示，用該滑輪組提起重為320N的物體時(shí)，繩子自由端的拉力F=200N．（不計(jì)繩重和一切摩擦）
（1）該滑輪組的機(jī)械效率是多少？
（2）若被提的重物改為G′=420N，拉力F在5s內(nèi)將重物提升2m，則：
①繩端拉力F做了多少功？功率為多大？
②滑輪組的機(jī)械效率是否變化？如變化，則機(jī)械效率為多少？

Answer 1

分析：（1）由圖可知，n=2，不計(jì)繩重和一切摩擦?xí)r，根據(jù)η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

nF

×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；
（2）①根據(jù)F=

1

n

（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力，再根據(jù)F=

1

n

（G+G_動(dòng)）求出被提的重物改為G′時(shí)的拉力，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，利用W=Fs求出拉力F做的功，根據(jù)P=

W

t

求出功率；
②根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)η=

W有

W總

×100%求出此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：（1）∵不計(jì)繩重和一切摩擦?xí)r，
∴該滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

nF

×100%=

320N

2×200N

×100%=80%；
（2）①根據(jù)F=

1

n

（G+G_動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：
G_動(dòng)=nF-G=2×200N-320N=80N，
被提的重物改為G′時(shí)的拉力：
F=

1

n

（G′+G_動(dòng)）=

1

2

（420N+80N）=250N，
繩端移動(dòng)的距離：
s=nh=2×2m=4m，
拉力F做的功：
W=Fs=250N×4m=1000J，
繩端拉力F的功率：
P=

W

t

=

1000J

5s

=200W；
②有用功：
W_有=G′h=420N×2m=840J，
此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有

W

×100%=

840J

1000J

×100%=84%
∴滑輪組的機(jī)械效率是變化的．
答：（1）該滑輪組的機(jī)械效率80%；
（2）①繩端拉力F做了1000J的功，功率為200W；
②滑輪組的機(jī)械效率是變化的，此時(shí)機(jī)械效率為84%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算以及滑輪組繩子的拉力、有用功、總功、功率的計(jì)算，關(guān)鍵是利用好公式η=

G

nF

×100%和F=

1

n

（G+G_動(dòng)）．