Question

9．加图所示，用一动滑轮拉一物体在水平面上做匀速直线运动，在5s内绳子自由端移动了3m，物体A的重力为20N，受到的摩擦力是物体重的0.5倍，水平拉力为4N，求：
（1）有用功？
（2）总功？
（3）机械效率？
（4）拉力的功率？

Answer 1

分析 （1）根据f=0.5G求出摩擦力，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s_绳=ns_物求出物体A移动的距离，有用功为克服摩擦力所做的功，根据W=fs求出其大小；
（2）根据W=Fs求出总功；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（4）根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率．

解答 解：（1）物体受到的摩擦力：
f=0.5G=0.5×20N=10N，
由图可知，n=3，
由s_绳=ns_物可得，物体A移动的距离：
s_A=$\frac{s}{n}$=$\frac{3m}{3}$=1m，
有用功：
W_有=fs_A=10N×1m=10J；
（2）总功：
W_总=Fs=4N×3m=12J；
（3）机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{10J}{12J}$×100%≈83.3%；
（4）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{12J}{5s}$=2.4W．
答：（1）有用功为10J；
（2）总功为12J；
（3）机械效率为83.3%；
（4）拉力的功率为2.4W．

点评 本题考查了功、功率和动滑轮机械效率的计算，明确有用功为克服卡车阻力所做的功是关键．