Question

20．小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向6m，若A所受地面的摩擦力f=600N，小强所用拉力F=250N．
（1）物体移动的速度是多少？
（2）拉力F的功率为多少？
（3）该装置的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由v=$\frac{s}{t}$计算物体移动的速度；
（2）由图可知，通过动滑轮绳子段数n=3，则拉力F移动的速度为物体移动的3倍；根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得拉力F的功率；
（3）利用机械效率的公式求该装置的机械效率．

解答 解：
（1）物体的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6m}{3s}$=2m/s；
（2）由图可知，通过动滑轮绳子段数n=3，则拉力F移动的速度：
V_F=3V_物=3×2m/s=6m/s；           
所以拉力F的功率：
P=Fv=250N×6m/s=1500W；
（3）对A做的功是有用功：W_有用=fs，
拉力在绳子自由端所做功是总功：W_总=Fs′=F×3s
装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fs}{F×3s}$×100%=$\frac{f}{3F}$×100%=$\frac{600N}{3×250N}$×100%=80%．
答：（1）物体移动的速度是2m/s；（2）拉力F的功率为1500W；（3）该装置的机械效率是80%．

点评 本题综合考查了功的计算、功率的计算、机械效率的计算，本题关键：知道克服摩擦力做的功为有用功．