Question

小明同學用如圖1所示的滑輪組提土，他用80N的拉力把重力為120N的土從井中勻速提升5m，所花時間是20s．其中拉力做功W隨時間t的變化圖象如圖2．求：
（1）有用功
（2）滑輪組的機械效率
（3）拉力的功率
（4）為了方便把土提上來，在圖1中畫出滑輪組的繞線．

Answer 1

分析：（1）知道土的重力和升高的距離，根據W=Gh求出有用功．
（2）知道提起120N的土上升5m用時20s，由圖2圖象找出對應的總功．
根據η=

W有

W總

×100%求出滑輪組的機械效率．
（3）知道總功和做功時間，根據P=

W總

t

求出拉力功率．
（4）知道總功和拉力，求出繩子自由端移動的距離s，知道物體升高的距離，求出繩子的段數，繞出滑輪組．

解答：解：（1）W_有=Gh=120N×5m=600J．
（2）把120N的土升高5m，用時20s，由圖二知，拉力做功800J．
所以滑輪組的機械效率：η=

W有

W總

×100%=

600J

800J

×100%=75%．
（3）拉力功率：P=

W總

t

=

800J

20s

=40W．
（4）∵W=Fs，
∴繩子自由端移動的距離：s=

W總

F

=

800J

80N

=10m，
提升物體時繩子的段數：n=

s

h

=

10m

5m

=2，
所以滑輪組繞法如圖．

答：（1）有用功是600J．
（2）滑輪組的機械效率是75%．
（3）拉力的功率是40W．
（4）如上圖．

點評：本題是比較新穎的習題，由圖象判斷拉力做功多少，是不常見的，學會從圖象上搜尋有用信息，這是最近幾年中考的熱點．