Question

如图所示装置，绳重及摩擦不计．工人将重为800N的货物匀速拉至4m高处，工人对绳的拉力F1为500N．

Answer 1

解题思路：（1）根据公式η=

W

有用

W

总

=[Gh/Fs]=[Gh/F2h]=[G/2F]求出滑轮组的机械效率；

（2）绳重及摩擦不计，利用物重为800N时，F=[1/2]（G_动+G）求出动滑轮重；

（3）再利用F=[1/2]（G_动+G）求重物为1000N时的拉力F₂，再根据公式P=[W/t]求出拉力做的总功，再根据公式W=Fs求出拉力移动距离，最后利用公式s=2h求物体上升的高度．

已知：货物重G₁=800N，高度h₁=4m，n=2，拉力F₁=500N，物重G₂=1000N，功率P=100W，时间t=1min=60s

求：（1）滑轮组此时的机械效率η=？；（2）动滑轮的重力G_动=？；（3）货物提高的高度h₂=？

（1）滑轮组此时的机械效率：

η=

W有用

W总×100%=[Gh/Fs]×100%=[Gh/F2h]×100%=

G1

2F1×100%=[800N/2×500N ]×100%=80%；

（2）∵F=[1/2]（G_动+G），

∴动滑轮重：G_动=2F₁-G₁=2×500N-800N=200N；

（3）挂1000N重物时，拉力：

F₂=[1/2]（G_动+G₂）=[1/2]×（200N+1000N）=600N；

∵P=[W/t]，

∴拉力做的总功：W_总=Pt=100W×60s=6000J；

∵W=Fs，

∴拉力移动距离：s=

W总

F=[6000J/600N]=10m，

所以物体上升高度为h₂=[1/2]s=[1/2]×10m=5m．

（1）滑轮组此时的机械效率为80%；

（2）动滑轮的重力为200N；

（3）该滑轮组能把货物匀速提升5m．

点评：

本题考点： 滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功率计算公式的应用．

考点点评： 本题综合考查了滑轮组的有用功、额外功、总功、机械效率、功率的计算，涉及到滑轮组承担物重绳子股数n的确定及利用，知识点多，属于中档题．