Question

【題目】質量為60kg的李師傅在裝修施工時，利用如圖所示的滑輪組來提升裝修材料．他用200N的拉力在20s內將500N的材料提升了10m，不計繩重及摩擦．求：

（1）動滑輪的重力；

（2）他施加拉力的功率

（3）他利用此滑輪組工作時的最大機械效率（保留一位小數）

Answer 1

【答案】（1）100N；（2）300W；（3）94.4%

【解析】

試題分析：（1）由圖可知，連接動滑輪繩子的股數n=3，不計繩重及摩擦，由F=得，動滑輪的重力： G動=nF﹣G=3×200N﹣500N=100N；（2）繩子自由端移動的距離：s=nh=3×10m=30m，李師傅施加拉力做的功：W=Fs=200N×30m=6000J，則他施加拉力的功率：P===300W；（3）李師傅的重力：G人=mg=60kg×10N/kg=600N，人能提供的最大拉力等于自身重力，即F′=G人=600N，當人施加最大拉力時，提升的物重最大，滑輪組的機械效率最高，此時的最大物重：G′=nF′﹣G動=3×600N﹣100N=1700N，則滑輪組的最大機械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%≈94.4%。