Question

9．加圖所示，用一動滑輪拉一物體在水平面上做勻速直線運動，在5s內繩子自由端移動了3m，物體A的重力為20N，受到的摩擦力是物體重的0.5倍，水平拉力為4N，求：
（1）有用功？
（2）總功？
（3）機械效率？
（4）拉力的功率？

Answer 1

分析 （1）根據f=0.5G求出摩擦力，由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據s_繩=ns_物求出物體A移動的距離，有用功為克服摩擦力所做的功，根據W=fs求出其大��；
（2）根據W=Fs求出總功；
（3）根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率；
（4）根據P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率．

解答 解：（1）物體受到的摩擦力：
f=0.5G=0.5×20N=10N，
由圖可知，n=3，
由s_繩=ns_物可得，物體A移動的距離：
s_A=$\frac{s}{n}$=$\frac{3m}{3}$=1m，
有用功：
W_有=fs_A=10N×1m=10J；
（2）總功：
W_總=Fs=4N×3m=12J；
（3）機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{10J}{12J}$×100%≈83.3%；
（4）拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{12J}{5s}$=2.4W．
答：（1）有用功為10J；
（2）總功為12J；
（3）機械效率為83.3%；
（4）拉力的功率為2.4W．

點評 本題考查了功、功率和動滑輪機械效率的計算，明確有用功為克服卡車阻力所做的功是關鍵．