Question

20．如图所示，在60N的水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为150N，物体的速度为0.2m/s
（1）滑轮组的机械效率为多少；
（2）1min内拉力做的功为多少；
（3）拉力的功率．

Answer 1

分析 （1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{绳}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{Fn{s}_{物}}$×100%=$\frac{f}{nF}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（2）根据v=$\frac{s}{t}$求出1min内物体移动的距离，根据s_绳=ns_物求出绳端移动的距离，利用W=Fs求出拉力做的功；
（3）根据v_绳=nv_物求出绳端移动的速度，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力的功率．

解答 解：（1）由图可知，n=3，则滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{绳}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{Fn{s}_{物}}$×100%=$\frac{f}{nF}$×100%=$\frac{150N}{3×60N}$×100%≈83.3%；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，1min内物体移动的距离：
s_物=vt=0.2m/s×60s=12m，
绳端移动的距离：
s_绳=ns_物=3×12m=36m，
拉力做的功：
W=Fs=60N×36m=2160J；
（3）绳端移动的速度：
v_绳=nv_物=3×0.2m/s=0.6m/s，
拉力的功率：
P=Fv_绳=60N×0.6m/s=36W．
答：（1）滑轮组的机械效率为83.3%；
（2）1min内拉力做的功为2160J；
（3）拉力的功率为36W．

点评 本题考查了滑轮组机械效率和功、功率的计算，灵活的利用η=$\frac{f}{nF}$×100%和P=Fv是关键．