Question

16．用如图所示的滑轮，使一个铁块以0.2m/s的速度匀速上升了1m，已知铁块的重力为40N；求
（1）若不计滑轮、绳子的重和摩擦，绳子受到的拉力F；
（2）拉力F的功率．
（3）若实际作用于绳子的拉力为25N，这个滑轮的机械效率．

Answer 1

分析 （1）知道铁块的重力，不计滑轮、绳子的重和摩擦，根据F=$\frac{1}{2}$G求出拉力；
（2）根据v=2v_物求出拉力移动速度，根据P=Fv求出拉力的功率；
（3）知道实际拉力大小，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{{F}_{s}}$×100%=$\frac{Gh}{F×2h}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%求滑轮的机械效率．

解答 解：
（1）不计滑轮、绳子的重和摩擦，拉力：
F=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×40N=20N；
（2）拉力移动速度：
v=2v_物=2×0.2m/s=0.4m/s，
拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=20N×0.4m/s=8W；
（3）滑轮的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{{F}_{s}}$×100%=$\frac{Gh}{F×2h}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%=$\frac{40N}{2×25N}$×100%=80%．
答：
（1）若不计滑轮、绳子的重和摩擦，绳子受到的拉力为20N；
（2）拉力F的功率为8W；
（3）若实际作用于绳子的拉力为25N，这个滑轮的机械效率为80%．

点评 本题考查的使用滑轮组拉力的计算、功率的计算、机械效率的计算，虽综合性强，但都属于基础，难度不大．