Question

9．如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N，则滑轮组的机械效率为80%；若物体的速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功为720J，功率为12W．

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）先利用s=vt求出物体移动的距离，再求出绳自由端移动的距离，再利用W=Fs求出拉力做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率．

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=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F×3{s}_{物}}$×100%=$\frac{f}{3×F}$×100%=$\frac{48N}{3×20N}$×100%=80%；
（2）物体移动的距离s_物=vt=0.2m/s×60s=12m，
绳自由端移动的距离s=3s_物=3×12m=36m，
拉力做功：
W=Fs=20N×36m=720J，
拉力做功功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{720J}{60s}$=12W．
故答案为：80%；720；12．

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．