Question

【題目】工人用如圖所示的滑輪組提升重物，在l0s內將210N的物體勻速提升2m。已知工人的拉力為80N（不計繩重與摩擦阻力），求：

(1)工人做的功和做功的功率；

(2)滑輪組的機械效率；

(3)在本題中，若滑輪組改用向下施力的繞法，則此時工人的拉力應為多大？

(4)寫出一種提高滑輪組機械效率的方法？

Answer 1

【答案】(1)480J，48W；(2)87.5%；(3)120N；(4)一是增大提升的貨物重；二是減輕動滑輪重

【解析】

(1)由圖可知，承擔物重的繩子股數n=3，根據求出繩端移動的距離；利用求拉力做功；又知道做功時間，利用功率公式求拉力做功的功率。

(2)知道物體重和上升的高度，利用求出有用功，滑輪組的機械效率等于有用功與總功之比。

(3)由于不計繩重與摩擦阻力，利用求動滑輪重；為了改變施力的方向，采用了滑輪組的另一種繞法，拉力向上，承擔物重的繩子股數，根據求出此時工人的拉力。

(4)提高滑輪組機械效率的方法有兩種情況：一是減輕動滑輪質量、加潤滑油減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機械效率；二是增加提升物體的重，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機械效率。

(1)由圖可知，n=3，則繩端移動的距離

拉力做的總功

工人做功的功率

(2)對重物做的有用功

滑輪組的機械效率

(3)因為不計繩重與摩擦阻力，根據可得，動滑輪的重力

若滑輪組改用向下施力的繞法，則，此時工人向下的拉力

(4)提高滑輪組的機械效率：一是增大提升的貨物重；二是減輕動滑輪重。

答：(1)工人做的功為480J，做功的功率為48W；(2)滑輪組的機械效率為87.5%；(3)此時工人的拉力應為120N；(4)增大提升的貨物重或減輕動滑輪重。