Question

【題目】建筑工人要向樓上運送貨物，為了省力，他在一個斜面上安裝了一個滑輪組，做成如圖1的裝置，已知斜面長為6m，高為3m，且固定在在水平面上。運送貨物時，工人用200N的力拉繩子，將重為500N的貨物在20s內沿斜面由底部拉到頂端，求此過程中：

（1）工人拉力的功率；

（2）該裝置的機械效率；

（3）若不用斜面直接用滑輪組將貨物勻速拉起來，如圖2，每個滑輪重為20N，不計繩子與滑輪之間的摩擦，求拉力的大小。

Answer 1

【答案】（1）120W；（2）62.5%；（3）260N。

【解析】

（1）由圖1知，n＝2，則繩子自由端移動距離：s繩＝2s物＝2×6m＝12m，工人所做總功：W總＝Fs繩＝200N×12m＝2400J，工人拉力的功率：P＝＝＝120W；

（2）有用功：W有用＝Gh＝500N×3m＝1500J，該裝置的機械效率：η＝×100%＝×100%＝62.5%；

（3）圖2中，n＝2，不用斜面直接用滑輪組將貨物勻速拉起來，此時的拉力：F′＝（G+G動）＝×（500N+20N）＝260N。