Question

10．如图所示的滑轮组，将重为16N的物体以0.2m/s的速度匀速提升，滑轮组的机械效率为80%，若不计绳重及摩擦，则：
（1）拉力F为10N：
（2）拉力处的速度为0.4 m/s；
（3）拉力的功率为4 W．
（4）动滑轮的重力为4 N．

Answer 1

分析 （1）由图知承担物重的绳子股数n=2，则拉力端移动的距离s=2h，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F2h}$=$\frac{G}{2F}$求拉力大小；
（2）由s=nh，时间相同，故v=nv_物，可求速度；
（3）利用P=Fv求拉力做功功率；
（4）不计绳重及摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮），据此求动滑轮重力．

解答 解：
（1）由图知，n=2，则拉力端移动的距离s=2h，
滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F2h}$=$\frac{G}{2F}$，
则拉力F=$\frac{G}{2η}$=$\frac{16N}{2×80%}$=10N，
（2）由s=nh，时间相同，故v=nv_物，
拉力端移动的速度v=2v_物=2×0.2m/s=0.4m/s，
（3）拉力做功功率P=Fv=10N×0.4m/s=4W；
（3）不计绳重及摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮），
动滑轮重力：
G_轮=2F-G=2×10N-16N=4N．
故答案为：10；0.4；4；4．

点评 本题考查了使用滑轮组拉力、速度、功率、动滑轮重力的计算，利用好两个关系式：一是功率推导公式P=Fv，二是不计绳重及摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮）．