Question

6．如图所示，滑轮组在拉力F的作用下，拉着重300N的物体A以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动的过程中，物体A所受的滑动摩擦力为70N，拉力F的功率P=80W（不计绳重和摩擦）．求：
（1）物体A的质量．
（2）拉力F的值．
（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）已知物重，利用G=mg计算物体质量；
（2）滑轮组绳子段数n=2，可计算出绳端移动的速度，根据P=Fv计算拉力；
（3）物体在拉力作用下移动，有用功W_有=fs，利用功率表示总功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算机械效率．

解答 解：
（1）由G=mg得，物体A的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{300N}{10N/kg}$=30kg；
（2）由图可知n=2，则绳端移动的速度：v=nv_物=2×1m/s=2m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得，拉力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{80W}{2m/s}$=40N；
（3）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Pt}$=$\frac{f{v}_{物}t}{Pt}$=$\frac{f{v}_{物}}{P}$=$\frac{70N×1m/s}{80W}$×100%=87.5%．
答：（1）物体A的质量为30kg；
（2）拉力F是40N；
（3）滑轮组的机械效率为87.5%．

点评 这道题相对而言还是比较简单的，需要注意的机械效率公式的变形．无法直接计算有用功与总功，需要利用机械效率的变形式求解．