Question

13．如图所示，在20N的水平拉力F作用下，使一个重物沿着水平地面以0.2m/s的速度向左匀速直线运动了1min，若此过程中重物与地面间的滑动摩擦力f大小为48N．求：拉力做的功大小；拉力做功的功率大小；此时滑轮的机械效率大小．

Answer 1

分析 （1）利用s=vt求物体移动距离，由图知，n=3，拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍，利用W=Fs求拉力做的功；
（2）知道做功时间，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）克服阻力做的功为有用功，利用W_有用=fs_物计算，再利用效率公式求滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）由v=$\frac{s}{t}$得物体移动距离：
s_物=v_物t=0.2m/s×60s=12m，
由图知，n=3，拉力端移动的距离：
s=3s_物=3×12m=36m，
拉力做的功：
W_总=Fs=20N×36m=720J；
（2）拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{720J}{60s}$=12W；
（3）有用功：
W_有用=fs_物=48N×12m=576J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{576J}{720J}$×100%=80%．
答：拉力做的功为720J，拉力做功的功率为12W，此时滑轮的机械效率为80%．

点评 本题考查了滑轮组机械效率的计算和拉力做功、功率的计算，注意水平方向运动的物体，有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积．