Question

3．（1）如图甲所示，用大小为2N的拉力将重为3N的物体竖直向上匀速提升10cm，则此动滑轮的实质是一个省力杠杆，滑轮对物体做的有用功为0.3J，动滑轮的机械效率为75%．
（2）如图乙所示，拉力F的功率为3.6W，物体A以0.1m/s的是速度沿水平地面向左匀速运动，不计滑轮处摩擦，滑轮重和绳重，则拉力F为12N．

Answer 1

分析 （1）题中使用的是动滑轮，动滑轮的实质是省力杠杆，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离s=2h，使用滑轮组做的有用功是指把重物提升所做的功，即W_有用=Gh；使用滑轮组做的总功是人的拉力所做的功，即W_总=Fs；机械效率是指有用功占总功的百分比，据此求解．
（2）由图可知有3段绳子承担物重，故绳端的速度v=3v_A，然后根据功率求出F的大小．

解答 解：（1）题中使用的是动滑轮，动滑轮的实质是省力杠杆，有2段绳子承担物重，绳子末端移动距离s=2h=2×0.1m=0.2m．
拉力做的有用功：
W_有用=Gh=3N×0.1m=0.3J；
拉力做的总功：
W_总=Fs=2N×0.2m=0.4J．
该机械的效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.4J}$×100%=75%．
（2）有3段绳子承担物重，故绳端移动的速度为v=3v_A=3×0.1m/s=0.3m/s，
根据：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{FS}{t}$=Fv得：
拉力的小为：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{3.6W}{0.3m/s}$=12N；
故答案为：（1）省力； 0.3；  75%；（2）12．

点评 本题考查了动滑轮机械效率的计算，关键有二：一是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是有用功和总功的区分（根据我们的目的分析）．