Question

【題目】一個90kg的正方形木箱，邊長為50cm，放在水平地面上，后來如圖所示，小明同學用動滑輪提升木箱以0.5m/s的速度勻速上升2m，所用拉力F的大小為500N（不計繩重和摩擦）．（g=10N/kg）
（1）木箱受到的重力是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）動滑輪的機械效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：木箱受到的重力：

G=mg=90kg×10N/kg=900N；

答：木箱受到的重力是900N；

（2）解：拉力F做功時間：

t= = =4s，

繩子末端移動的距離：

s=2h=2×2m=4m，

拉力做功：

W總=Fs=500N×4m=2000J，

拉力做功功率為：

P= = =500W；

答：拉力F做功的功率是500W；

（3）解：對木箱做有用功：

W有=Gh=900N×2m=1800J，

動滑輪的機械效率：

η= ×100%= ×100%=90%．

答：動滑輪的機械效率是90%．

【解析】（1）已知正方形木箱的質量，利用G=mg求解重力；（2）知道木箱的移動速度和上升高度求出做功時間，再根據動滑輪的特點，計算繩子末端移動的距離（拉力移動的距離），又知道拉力大小，利用功的公式和功率公式求拉力做功功率；（3）知道木箱重和上升的高度，求出有用功，再根據機械效率的公式求動滑輪的機械效率．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解重力的計算的相關知識，掌握重力的計算公式：G=mg，以及對滑輪（組）的機械效率的理解，了解關于滑輪組機械效率的計算：W有用 = G·h；W總 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W總 （2)η= W有用 / W總 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)．