Question

如圖甲所示，重為900N的貨物，放在水平地面上，與地面的接觸面積為0.5m²
（1）如圖乙，一工人用滑輪組提升貨物．10s內(nèi)貨物勻速上升了3m，則工人拉繩子的速度為多大？
（2）若動滑輪重G=300N（不計繩重和摩擦），工人所用的拉力為多大？工人所做的功為多少？滑輪組的機(jī)械效率多大？
（3）若用該裝置提起1200N的貨物，那么貨物上升3m，工人所做的功是多少？

Answer 1

【答案】分析：分析滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則s=3h．
（1）知道貨物升高的高度，利用s=3h求繩子自由端移動的距離，利用速度公式求工人拉繩子的速度；
（2）不計繩重和摩擦，利用F=（G_物+G_輪）求拉力大小，（1）中求出了繩子自由端移動的距離，利用W=Fs求工人所做的功；再利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率；
（3）用該裝置提起1200N的貨物，不計繩重和摩擦，再利用F=（G_物+G_輪）求拉力，知道貨物上升高度，利用s=3h求出繩子自由端移動的距離，利用W=Fs求工人所做的功．
解答：解：（1）繩子自由端移動的距離：
s=3h=3×3m=9m，
工人拉繩子的速度：
v===0.9m/s；
（2）∵不計繩重和摩擦，
∴F=（G_物+G_輪）=×（900N+300N）=400N，
工人所做的功：
W_總=Fs=400N×9m=3600J；
工人所做的有用功：
W_有用=Gh=900N×3m=2700J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=×100%=×100%=75%；
（3）用該裝置提起1200N的貨物，
F′=（G′_物+G_輪）=×（1200N+300N）=500N，
工人所做的功：
W′_總=F′s=500N×9m=4500J．
答：（1）工人拉繩子的速度為0.9m/s；
（2）工人所用的拉力為400N；工人所做的功為3600J；滑輪組的機(jī)械效率75%；
（3）若用該裝置提起1200N的貨物，那么貨物上升3m，工人所做的功是4500J．
點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對有用功、總功、機(jī)械效率的了解與掌握，利用好不計繩重和摩擦，拉力和物重的關(guān)系F=（G_物+G_輪）是本題的關(guān)鍵．