Question

11．如圖所示，某工人用滑輪組往3m高的平臺(tái)運(yùn)砂土，已知砂土的質(zhì)量是40kg，袋子和動(dòng)滑輪共重100N，不計(jì)繩重和摩擦，請根據(jù)所給條件，求出與本題有關(guān)的5個(gè)物理量（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）已知砂土的質(zhì)量可求重力；
（2）工人勻速拉動(dòng)繩索時(shí)，拉力多大：動(dòng)滑輪和重物的總重由幾股繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就是它們總重的幾分之一；
（3）此過程中工人做的求有用功：找準(zhǔn)物體上升的高度即可算出有用功；
（4）求拉力做的功：求出繩子自由端移動(dòng)的距離，利用W=Fs求解總功；
（5）此求滑輪組的機(jī)械效率：根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%可計(jì)算出機(jī)械效率．

解答 解：（1）沙土的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N；
（2）由圖知，n=2，則2F=G_物+G_額=400N+100N=500N，拉力F=250N；
（3）有用功：W_有用=Gh=400N×3m=1200J；
（4）s=2h=2×3m=6m，拉力做的功：W_總=Fs=250N×6m=1500J；
（5）機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%
答：（1）沙土的重力為400N；
（2）工人勻速拉動(dòng)繩索時(shí)，所用的拉力是250N；
（3）此過程中工人做的有用功是1200J；
（4）拉力做的功為1500J；
（5）此滑輪組的機(jī)械效率是80%．

點(diǎn)評(píng) 滑輪組的繞線決定滑輪組的使用效果，承擔(dān)動(dòng)滑輪的重的繩子的段數(shù)越多越省力，但拉力移動(dòng)的距離也越大．計(jì)算機(jī)械效率時(shí)要找準(zhǔn)有用功以及總功．