Question

17．用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭，已知钢锭与地面的摩擦力F₁为 1200N，若此时滑轮组的机械效率为80%，物体匀速运动的速度为1m/s．则拉力F大小为500N，5s内所做的有用功为6000J．

Answer 1

分析 （1）由图知，使用滑轮组n=3，拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍，克服摩擦力做的功为有用功，拉力做的功为总功，知道滑轮组机械效率，可求拉力大小；
（2）利用s=vt求5s内物体运动的距离，再利用W=Fs求5s内所做的有用功．

解答 解：
（1）由图知，n=3，设物体前进距离为s_物，则拉力端移动的距离s=3s_物，
克服摩擦力做的有用功：W_有用=F₁s_物，
拉力做的总功：W_总=F×s=F×3s_物，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{F}_{1}{s}_{物}}{F×3{s}_{物}}$=$\frac{{F}_{1}}{3F}$=80%，
则绳端的拉力：
F=$\frac{{F}_{1}}{3×80%}$=$\frac{1200N}{3×80%}$=500N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得物体运动的距离：
s_物=vt=1m/s×5s=5m，
5s内所做的有用功：
W_有用=F₁s_物=1200N×5m=6000J．
故答案为：500N；6000J．

点评 本题考查了使用滑轮组拉力的计算和功的计算，知道水平使用滑轮组时克服摩擦力做的功为有用功是关键．