Question

4．用如图所示的机械拉着400N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为100N，绳子末端的水平拉力为50N，则滑轮组的机械效率为66.7%．若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做功1800J．

Answer 1

分析 由图知，与动滑轮相连的有三段绳子，则n=3，
（1）用滑轮组水平拉动物体时，克服物体的摩擦力做的功是有用功，拉力做的功是总功；利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求滑轮组的机械效率；
（2）绳自由端移动的速度等于物体移动速度的3倍，利用s=vt求拉力端移动的距离，再利用W=Fs求出拉力做的功．

解答 解：
由图知，与动滑轮相连的有三段绳子，则n=3，
（1）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{fs}{F×L}$=$\frac{fs}{F×ns}$=$\frac{f}{3×F}$=$\frac{100N}{3×50N}$×100%≈66.7%；
（2）绳自由端移动的速度v=3v_物=3×0.2m/s=0.6m，
绳子自由端移动距离：
s=vt=0.6m/s×60s=36m，
拉力做功：
W=Fs=50N×36m=1800J．
故答案为：66.7%；1800．

点评 使用滑轮组水平拉动物体时，有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，不要不加理解的套用公式F=$\frac{1}{n}$G．