站在地面上的人,使用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,将放在地面上,重为1000N的物体匀速地提升2m(不计摩擦)人所做的功为2500J,求:(1)人所用的拉力是多少N?(2)若用此滑轮组匀速提升另一个物体升高同一个高度,滑轮组对重物做功为3500J,这时滑轮组的机械效率是多大?

问题描述:

站在地面上的人,使用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,将放在地面上,重为1000N的物体匀速地提升2m(不计摩擦)人所做的功为2500J,求:
(1)人所用的拉力是多少N?
(2)若用此滑轮组匀速提升另一个物体升高同一个高度,滑轮组对重物做功为3500J,这时滑轮组的机械效率是多大?

由题知,滑轮组使用情况,如图所示:
(1)s=2h=2×2m=4m,
∵W=Fs,
∴F=

W
s
=
2500J
4m
=625N;  
(2)∵由于不计摩擦,
∴F=
1
2
(G+G),
即:625N=
1
2
(1000N+G),
∴G=250N,
将另一物体提升相同高度时,
W=Gh=250N×2m=500J,
此时的总功:
W=W+W有用=500J+3500J=4000J,
滑轮组的机械效率:
η=
W有用
W
=
3500J
4000J
=87.5%.
答:(1)人所用的拉力是625N;
(2)这时滑轮组的机械效率为87.5%.
答案解析:由题知,人站在地面上用力,应采用如图所示的结构,则承担物重的绳子股数n=2.
(1)求出拉力端一定的距离,知道人所做的功,利用W=Fs求拉力大小;
(2)由于不计摩擦,知道提升的物重,利用F=
1
2
(G+G)求动滑轮重;将另一物体提升相同高度时,求出做的额外功W=Gh,又知道此时的有用功,求出总功,利用效率公式求滑轮组的机械效率.
考试点:滑轮组绳子拉力的计算;功的计算;滑轮(组)的机械效率.

知识点:本题关键:一是不计摩擦,利用好F=
1
2
(G+G),二是根据题意得出滑轮组的结构,三是明确使用滑轮组有用功、额外功、总功的区别.