Question

4．用如圖所示的機械拉著400N的物體在水平地面上勻速運動，物體受到的摩擦力為100N，繩子末端的水平拉力為50N，則滑輪組的機械效率為66.7%．若物體運動的速度為0.2m/s，則10s內(nèi)拉力做功1800J．

Answer 1

分析 由圖知，與動滑輪相連的有三段繩子，則n=3，
（1）用滑輪組水平拉動物體時，克服物體的摩擦力做的功是有用功，拉力做的功是總功；利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求滑輪組的機械效率；
（2）繩自由端移動的速度等于物體移動速度的3倍，利用s=vt求拉力端移動的距離，再利用W=Fs求出拉力做的功．

解答 解：
由圖知，與動滑輪相連的有三段繩子，則n=3，
（1）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{fs}{F×L}$=$\frac{fs}{F×ns}$=$\frac{f}{3×F}$=$\frac{100N}{3×50N}$×100%≈66.7%；
（2）繩自由端移動的速度v=3v_物=3×0.2m/s=0.6m，
繩子自由端移動距離：
s=vt=0.6m/s×60s=36m，
拉力做功：
W=Fs=50N×36m=1800J．
故答案為：66.7%；1800．

點評 使用滑輪組水平拉動物體時，有用功等于摩擦力與物體移動的距離的乘積，不要不加理解的套用公式F=$\frac{1}{n}$G．