Question

18．一个90kg的正方形木箱，边长为50cm，放在水平地面上，后来如图所示，小明同学用动滑轮提升木箱以0.5m/s的速度匀速上升2m，所用拉力F的大小为500N（不计绳重和摩擦）．（g=10N/kg）
（1）木箱受到的重力是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）动滑轮的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知正方形木箱的质量，利用G=mg求解重力；
（2）知道木箱的移动速度和上升高度求出做功时间，再根据动滑轮的特点，计算绳子末端移动的距离（拉力移动的距离），又知道拉力大小，利用功的公式和功率公式求拉力做功功率；
（3）知道木箱重和上升的高度，求出有用功，再根据机械效率的公式求动滑轮的机械效率．

解答 解：（1）木箱受到的重力：
G=mg=90kg×10N/kg=900N；
（2）拉力F做功时间：
t=$\frac{h}{v}$=$\frac{2m}{0.5m/s}$=4s，
绳子末端移动的距离：
s=2h=2×2m=4m，
拉力做功：
W_总=Fs=500N×4m=2000J，
拉力做功功率为：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2000J}{4s}$=500W；
（3）对木箱做有用功：
W_有=Gh=900N×2m=1800J，
动滑轮的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1800J}{2000J}$×100%=90%．
答：（1）木箱受到的重力是900N；
（2）拉力F做功的功率是500W；
（3）动滑轮的机械效率是90%．

点评 本题综合考查了重力、有用功和总功的计算、功率的计算、机械效率的计算，关键是熟练运用各种公式，难度不大，但属于易错题．