如图所示，是起重机汽车起吊2t货物时的实物图。当货物以1m/s的速度上升2m后，又在水平方向移动3m，已知滑轮组的机械效率是80%（g取10N/kg，起吊货物时支架与吊臂相对固定）。（1）观察实

Question

如图所示，是起重机汽车起吊2t货物时的实物图。当货物以1m/s的速度上升2m后，又在水平方向移动3m，已知滑轮组的机械效率是80%（g取10N/kg，起吊货物时支架与吊臂相对固定）。
（1）观察实物图，在图中画出滑轮组钢绳的绕法。
（2）起重机起吊该货物时的有用功率是多少？
（3）起重机起吊该货物时，每段钢绳的拉力是多少？____

Answer 1

【分析】（1）由图可知，要使用两定滑轮和一个动滑轮提升物体，绳子的固定端应拴在动滑轮上，于是绳子的绕法也就很容易画出（如下图所示）。
（2）已知物体上升的速度为1m/s，根据公式可以很容易求出起重机起吊该货物时的有用功率。
（3）起重机起吊该货物时，每段钢绳的拉力都相等，都等于绳子的自由端的拉力，于是只要求出上图中的拉力F就可以了。已知货物的质量可以求出货物的重力，又已知物体上升的高度，根据功的定义式，可以求出拉力所做的有用功，即克服物体重力所做的功，又已知滑轮组的机械效率，能够求出拉力所做的总功，而绳的自由端移动的距离也可求出，这样拉力F就求出来了。

1、（1）钢绳的绕法如下图所示：
（2）根据公式可得，起重机起吊该货物时的有用功率为：
　　
（3）由题意物体上升2m，拉力所做的有用功为：
　　
由机械效率的定义可得，拉力所做的总功为：
　　
由上图可知，有三段绳子吊着物体，则绳子的自由端移动的距离为s=6m，所以每段钢绳的拉力即绳的自由端的拉力为：
　　
答：起重机起吊该货物时的有用功率是；起重机起吊该货物时，每段钢绳的拉力是。

【点评】本题考查功和机械效率的相关知识，注意在水平方向移动3m的过程中，拉力F并没有对物体做功。解本题时还可以不利用题中给出的已知条件“当货物以1m/s的速度上升2m后，又在水平方向移动3m”，直接设出物体上升的高度h，则绳的自由端移动的距离为3h，由公式，也可以很容求出拉力F的大小。