Question

【題目】為了將放置在水平地面上重G=100N的重物A提升到高處．小明同學設計了如圖甲所示的滑輪組裝置．當小明用豎直向下的力拉繩時，拉力F、重物上升的速度v和上升的高度h隨時間t變化的關系圖象分別如圖乙、丙和丁所示．不計繩重及軸摩擦．求：

（1）在2～3s內，滑輪組的機械效率

（2）在1～2s內，拉力F做功的平均功率P．

Answer 1

【答案】（1）在2～3s內，滑輪組的機械效率為83.3%；

（2）在1～2s內，拉力F做功的平均功率P為187.5W

【解析】

試題分析：

（1）由圖象可知，在2～3s內，重物做勻速運動，拉力F1=40N，

因為連接動滑輪的繩子有三根，所以拉力F的作用點下降的距離是重物上升高度h1的3倍．

滑輪組的機械效率：η=====×100%≈83.3%．

（2）由圖象可知，在1～2s內，拉力F2=50N，重物上升高度h=1.25m，

繩端移動的距離：s=3h=3×1.25m=3.75m．

拉力F所做的功：W=F2s=50N×3.75m=187.5J；

拉力F做功的平均功率：P===187.5W．