Question

12．如圖所示，工人用機(jī)械效率為80%的滑輪組勻速提升300N的物體，在2s內(nèi)，繩子的自由端移動(dòng)了6m，求：
（1）物體上升的高度和速度；
（2）人的拉力；
（3）所做的額外功．

Answer 1

分析 （1）首先判斷出滑輪組承擔(dān)總重的繩子的段數(shù)n，由s=nh計(jì)算出物體上升的高度，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$計(jì)算出物體上升的速度；
（2）已知物體的重力和上升的高度，根據(jù)W=Gh計(jì)算出有用功，根據(jù)滑輪組機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算出總功，根據(jù)W=Fs計(jì)算出拉力；
（3）根據(jù)W_總=W_有用+W_額計(jì)算出額外功．

解答 解：（1）滑輪組有3段繩子承擔(dān)總重，物體上升的高度h=$\frac{6m}{3}$=2m；
物體上升的速度v=$\frac{h}{t}$=$\frac{2m}{2s}$=1m/s；
（2）W_有用=Gh=300N×2m=600J，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$得，
W_總=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{600J}{80%}$=750J，
由W=Fs可得：F=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{s}$=$\frac{750J}{6m}$=125N；
（3）W_額外=W_總-W_有用=750J-600J=150J．
答：（1）物體上升的高度是2m，上升的速度是1m/s；
（2）人的拉力為125N；
（3）所做的額外功是150J．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是學(xué)生對(duì)滑輪組省力特點(diǎn)、功、功率、機(jī)械效率計(jì)算公式的理解和掌握，屬于典型題目．