Question

裝卸工人用如圖所示的滑輪組勻速提升質(zhì)量為90㎏的貨物，所用的拉力F為500N，繩子自由端在50s內(nèi)被拉下2m，（不計(jì)摩擦和繩重）在此過程中求：（g=10N/Kg） 
（1）拉力F所做的功和功率；
（2）滑輪組的機(jī)械效率；
（3）若用它來勻速提起800牛頓的重物，求此時(shí)拉力F的大小．

Answer 1

分析：由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則s=2h．
（1）知道拉力、繩的自由端移動(dòng)的距離，利用W_總=Fs求出總功，利用P=

W

t

求功率；
（2）知道貨物的質(zhì)量，求出重力，根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

求出機(jī)械效率；
（3）若不計(jì)繩重及摩擦，先根據(jù)F=

1

2

（G_物+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪重，再根據(jù)F′=

1

2

（G_物′+G_動(dòng)）求提升800N物體的拉力．

解答：解：
（1）由圖知，n=2，則s=2h，
∵W_總=Fs，
∴拉力F所做的功W_總=Fs=500N×2m=1000J，
功率P=

W

t

=

1000J

50s

=20W；
（2）∵G=mg=90kg×10N/kg=900N，
∴根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

得：
機(jī)械效率η=

G

nF

=

900N

2×500N

=90%；
（3）∵不計(jì)繩重及摩擦，則F=

1

2

（G_物+G_動(dòng)），
∴動(dòng)滑輪重力為G_動(dòng)=2F-G_物=2×500N-900N=100N，
∴提升800N物體時(shí)拉力F′=

1

2

（G_物′+G_動(dòng)）=

1

2

×（800N+100N）=450N．
答：（1）拉力F所做的功和功率分別為1000J、20W；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為90%；
（3）若用它來勻速提起800牛頓的重物，此時(shí)拉力F的大小為450N．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了使用滑輪組拉力的計(jì)算、功的計(jì)算、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_輪+G_物）]是本題的關(guān)鍵．