Question

20．小強利用如圖所示的滑輪組去拉物體，使重為2000N的物體A在3s內(nèi)沿水平方向6m，若A所受地面的摩擦力f=600N，小強所用拉力F=250N．
（1）物體移動的速度是多少？
（2）拉力F的功率為多少？
（3）該裝置的機械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由v=$\frac{s}{t}$計算物體移動的速度；
（2）由圖可知，通過動滑輪繩子段數(shù)n=3，則拉力F移動的速度為物體移動的3倍；根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得拉力F的功率；
（3）利用機械效率的公式求該裝置的機械效率．

解答 解：
（1）物體的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6m}{3s}$=2m/s；
（2）由圖可知，通過動滑輪繩子段數(shù)n=3，則拉力F移動的速度：
V_F=3V_物=3×2m/s=6m/s；           
所以拉力F的功率：
P=Fv=250N×6m/s=1500W；
（3）對A做的功是有用功：W_有用=fs，
拉力在繩子自由端所做功是總功：W_總=Fs′=F×3s
裝置的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{fs}{F×3s}$×100%=$\frac{f}{3F}$×100%=$\frac{600N}{3×250N}$×100%=80%．
答：（1）物體移動的速度是2m/s；（2）拉力F的功率為1500W；（3）該裝置的機械效率是80%．

點評 本題綜合考查了功的計算、功率的計算、機械效率的計算，本題關(guān)鍵：知道克服摩擦力做的功為有用功．