Question

如图是在水平面上移动重物的装置，若物重为600N，在阻力为重力的0.2倍时，匀速移动物体，使其以2m/s的速度前进，经过5s，试求：
（1）拉力F至少为多大？
（2）这段时间绳子自由端移动的距离s为多少？
（3）拉力F所作的有用功是多少？
（4）若实际所用拉力为50N，则机械效率是多少？

Answer 1

分析：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，根据阻力为重力的0.2倍求出摩擦力的大小，利用F=

1

n

f求出拉力的最小值；
（2）根据速度公式求出物体移动的距离，根据s=ns_物求出绳子自由端移动的距离；
（3）根据W=fs求出拉力做的有用功；
（4）根据W=Fs求出拉力做的总功，再根据效率公式求出机械效率．

解答：解：（1）由图可知，n=3，
物体受到的摩擦力：
f=0.2G=0.2×600N=120N，
拉力的最小值：
F=

1

n

f=

1

3

×120N=40N；
（2）根据v=

s

t

可得，物体移动的距离：
s_物=vt=2m/s×5s=10m，
绳子自由端移动的距离：
s=ns_物=3×10m=30m；
（3）拉力F所作的有用功：
W_有=fs_物=120N×10m=1200J；
（4）若实际所用拉力为50N，则拉力做的总功：
W_总=F_实际s=50N×30m=1500J，
机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

1200J

1500J

×100%=80%．
答：（1）拉力F至少为40N；
（2）这段时间绳子自由端移动的距离s为30m；
（3）拉力F所作的有用功是1200J；
（4）若实际所用拉力为50N，则机械效率是80%．

点评：此类题应该注意：在水平面上移动重物的滑轮装置，拉力是克服摩擦力做功．