Question

13．如图所示，物G重为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s的速度从底部匀速拉到顶部，求：
（1）所需拉力F是多少？
（2）机械的总功率是多少？

Answer 1

分析 （1）该题涉及到了斜面和滑轮组装置的总机械效率，看起来是比较复杂的，但我们只要根据机械效率、有用功、总功的定义即可准确判断出有用功是物体重力和斜面高的乘积，根据有用功和机械效率就可求出总功．而总功就是最终施加的力和该力作用点移动距离的乘积，据此即可求出拉力．
（2）机械的总功率就是总功的功率，用重物移动的距离除以重物移动的速度求出时间．再根据功率的计算公式求出功率．

解答 解：
（1）由题意知，斜面和滑轮组将物体的位置提高，所以有用功：
W_有用=Gh=2000N×3m=6000J，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$得总功：W_总=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{6000J}{80%}$=7500J，
s′=ns=3×5m=15m，
由W=Fs可得，所需拉力：
F=$\frac{{W}_{总}}{s′}$=$\frac{7500J}{15m}$=500N；
（2）重物上升时间：
t=$\frac{s}{{v}_{物}}$=$\frac{5m}{0.2m/s}$=25s，
机械的总功率：
P_总=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{7500J}{25s}$=300W．
答：（1）所需拉力F是500N，（2）机械的总功率是300W．

点评 碰到这种看起来比较复杂的题目时，一定不要着急，用我们所学过的物理知识认真的分析．再本题中，我们要牢牢掌握住有用功和总功的概念，只要搞清了有用功和总功，这道题就迎刃而解．