Question

1．如图所示，利用这个滑轮装置将重为100N的物体从斜面的低端匀速拉到，某位置所用的时间为5s，在此过程中，绳端拉力为60N，物体沿斜面移动的距离为5m，上升的高度为2m，求：
（1）拉力做的功是多少？
（2）拉力的功率是到少？
（3）该装置的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）动滑轮绳子的有效股数n=2，绳端移动的距离等于物体移动距离的2倍，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做的功；
（2）知道做功时间，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功的功率；
（3）利用W=Gh求有用功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求该装置的机械效率．

解答 解：
（1）动滑轮绳子的有效股数为2，
则绳端移动的距离：
s_绳=2s=2×5m=10m，
拉力做的功：
W_总=Fs_绳=60N×10m=600J；
（2）拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{600J}{5s}$=120W；
（3）有用功：
W_有=Gh=100N×2m=200J；
该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{200J}{600J}$×100%≈33.3%．
答：（1）拉力做的功是600J；
（2）拉力的功率是120W；
（3）该装置的机械效率是33.3%．

点评 本题考查了使用动滑轮和斜面组合时有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确绳端移动的距离和有用功、总功是关键．