Question

11．如圖所示，工人師傅用一個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪組成滑輪組，把重為500N的箱子勻速提升5m，動(dòng)滑輪的質(zhì)量為8kg，不計(jì)繩重和摩擦，取g=10N/kg，在向上提升箱子的過(guò)程中：
（1）人對(duì)繩子的拉力為多大？
（2）克服箱子重力所做的功和拉力所做的功各是多少？
（3）滑輪組的機(jī)械效率為多少？

Answer 1

分析 由圖知，使用的滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，則s=2h．
（1）知道動(dòng)滑輪的質(zhì)量，利用G=mg求其重，再利用F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_輪）求人對(duì)繩子的拉力；
（2）利用W_有用=Gh求克服箱子重力所做的功，利用W_總=Fs求拉力所做的功；
（3）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
由圖知，使用的滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則s=2h=2×5m=10m．
（1）動(dòng)滑輪重G_輪=m_輪g=8kg×10N/kg=80N，
不計(jì)繩重和摩擦，人對(duì)繩子的拉力：
F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_輪）=$\frac{1}{2}$（500N+80N）=290N；
（2）克服箱子重力所做的功：
W_有用=Gh=500N×5m=2500J，
拉力所做的功：
W_總=Fs=290N×10m=2900J；
（3）滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{2500J}{2900J}$×100%≈86.2%．
答：（1）人對(duì)繩子的拉力為290N；
（2）克服箱子重力所做的功和拉力所做的功各是2500J、2900J；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為86.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組拉力、有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算，使用好不計(jì)繩重和摩擦，人對(duì)繩子的拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_輪）是本題的突破口．