Question

9．如圖所示，是由斜面和一個滑輪組成圖示裝置，已知斜面的長度為5m，高為3m．細(xì)繩自由端的拉力是50N，將重為100N的物體在5s內(nèi)從斜面的底部勻速拉到斜面頂端．在此過程中：
（1）拉力作用點(diǎn)移動的速度是多大？
（2）拉力所做的功及功率各是多大？
（3）裝置的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由圖知，拉動滑輪繩子段數(shù)n=2，先計(jì)算物體上升速度，再得到拉力作用點(diǎn)移動的速度；
（2）由W=Fs計(jì)算拉力所做的功即總功，由P=$\frac{W}{t}$計(jì)算拉力的功率；
（3）先計(jì)算有用功，再由機(jī)械效率公式計(jì)算這個裝置的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）物體沿斜面上升的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{5m}{5s}$=1m/s，
由圖知，拉動滑輪繩子段數(shù)n=2，
所以動力作用點(diǎn)移動的速度v_F=2v=2m/s；
（2）拉力所做功：
W_總=Fs=50N×2×5m=500J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{500J}{5s}$=100W；                  
（3）拉力對重物所做的功：
W_有=Gh=100N×3m=300J，
機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{300J}{500J}$=×100%=60%．
答：（1）拉力作用點(diǎn)移動的速度是2m/s；
（2）拉力所做的功為500J，功率是100W；
（3）裝置的機(jī)械效率是60%．

點(diǎn)評 本題考查了速度、功、功率以及機(jī)械效率的計(jì)算，熟練運(yùn)用公式即可解題，正確理解有用功、總功是解題的關(guān)鍵．