Question

1．小明利用如圖所示的裝置使物體A沿水平方向以0.5m/s的速度作勻速直線運動，A重2000N，A受到地面的摩擦力為重力的0.3倍，作用在繩端的拉力為250N（不計輪、繩重）．
求：（1）力F的功率是多少？
（2）該裝置的機械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由圖可知，n=3，則拉力端移動的速度v=3v_物，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求力F的功率；
（2）求出摩擦力的大小，W_有用=fs；利用機械效率的公式求該裝置的機械效率．

解答 解：
（1）由圖可知，n=3，則拉力端移動的速度v=3v_物=3×0.5m/s=1.5m/s，
力F的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=250N×1.5m/s=375W；
（2）A受到地面的摩擦力：
f=0.3G=0.3×2000N=600N，
有用功W_有用=fs_物，
拉力端移動的距離s=3s_物，
拉力做的總功W_總=Fs，
該裝置的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F3{s}_{物}}$=$\frac{f}{3F}$=$\frac{600N}{3×250N}$×100%=80%．
答：（1）力F的功率是375W；
（2）該裝置的機械效率是80%．

點評 本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、功率和機械效率的計算，知道水平使用滑輪組時，克服摩擦做的功為有用功是關鍵．