Question

如圖所示，物體重180N，動(dòng)滑輪重20N，繩子重和摩擦不計(jì)，在拉力F的作用下，物體正以0.1m/s的速度勻速上身，求：
（1）拉力F的大�。�
（2）拉力做功的功率．
（3）滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析：由圖知：承擔(dān)物重的繩子有3段，
（1）使用滑輪組時(shí)，不計(jì)繩重和摩擦，提起物體的力是物重和動(dòng)滑輪重的三分之一；
（2）繩子自由端移動(dòng)的速度是物體上升速度的三倍；已知拉力和繩子自由端移動(dòng)的速度，利用公式P=Fv得到拉力的功率；
（3）已知物重和動(dòng)滑輪重，利用機(jī)械效率變形公式得到滑輪組的機(jī)械效率．

解答：已知：n=3  G=180N  G_動(dòng)=20N  v_物=0.1m/s
求：（1）F=？（2）P=？（3）η=？
解：
（1）F=

1

3

（G+G_動(dòng)）=

1

3

×（180N+20N）=

200

3

N≈67N；
（2）繩子自由端移動(dòng)的速度為v_繩=3v_物=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力的功率為P=

W

t

=

Fs

t

=Fv_繩=

200N

3

×0.3m/s=20W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為η=

W有用

W總

×100%=

W有用

W有用+W額

×100%=

Gh

Gh+G動(dòng)h

×100%=

G

G+G動(dòng)

×100%=

180N

180N+20N

×100%=90%．
答：（1）拉力F約為67N．
（2）拉力做功的功率為20W．
（3）滑輪組的機(jī)械效率為90%．

點(diǎn)評(píng)：此題考查的是滑輪組的特點(diǎn)和機(jī)械效率的計(jì)算，熟悉基本公式，會(huì)正確判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵．