一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组(不计摩擦和绳重),站在地上将400N重的货物经过10s匀速提高4m,所用的拉力是250N,求: (1)这个工人做功的功率是多少? (2)此时

问题描述:

一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组(不计摩擦和绳重),站在地上将400N重的货物经过10s匀速提高4m,所用的拉力是250N,求:
(1)这个工人做功的功率是多少?
(2)此时滑轮组的机械效率是多少?
(3)若把800N的重物提起,工人至少要用多大的拉力?


(1)由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,又是站在地上往下拉,故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物,故S=2h=8m.再由W=FS求出工人做的功,最后由P=

W
t
求出功率.
(2)工人做的功为总功,重物被拉升为有用功.即W=FS,W有用=Gh,再由η=
W有用
W
求出机械效率,
(3)先由拉400N重物用的拉力为250N,根据F=
1
n
(G+G)算出动滑轮重.再根据此公式算出拉800N重物需多大拉力.
故本题的解答过程为:
(1)由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,又是站在地上往下拉,故可得知此滑轮组应有2段绳子在拉重物
工人做功W=FS=250N×2×4m=2000J
P=
W
t
2000J
10s
=200W

(2)W有用=Gh=400N×4m=1600J
η=
W有用
W
1600J
2000J
=80%

(3)不计绳重及摩擦,故有F=
1
2
(G+G
拉400N重物用的拉力为250N,则动滑轮重G动=2F-G=2×250N-400N=100N
则拉800N重物时,拉力F=
1
2
(G+G′)=
1
2
×(100N+800N)=450N
答:(1)工人做功的功率为200W;(2)机械效率为80%;(3)拉800N重物需用力450N.