Question

16．如圖所示，重為2000N的物體，在拉力F的作用下沿斜面以0.2m/s的速度移動了5m，同時物體升高了3m．斜面和滑輪組的總機(jī)械效率為80%．
則：
（1）繩子自由端通過的距離為15m．
（2）有用功率為240W．
（3）拉力F大小為多少？（列式計(jì)算）

Answer 1

分析 圖知，使用滑輪組n=3，繩子自由端通過的距離等于物體移動距離的3倍；
（2）根據(jù)W=Gh求出利用斜面和滑輪組做的有用功，求出做功時間，利用功率公式求有用功的功率；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$得利用斜面和滑輪組做的總功；再利用W_總=Fs求拉力．

解答 解：
（1）由圖知，n=3，繩子自由端通過的距離s=3×5m=15m，
（2）利用斜面和滑輪組做的有用功W_有用=Gh=2000N×3m=6000J，
由v=$\frac{s}{t}$可得，做功時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{5m}{0.2m/s}$=25s，
有用功的功率：
P=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{6000J}{25s}$=240W；
（3）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$得利用斜面和滑輪組做的總功：
W_總=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{6000J}{80%}$=7500J，
由W_總=Fs得拉力：
F=$\frac{{W}_{總}}{s}$=$\frac{7500J}{15m}$=500N．
故答案為：（1）15；（2）240；（3）拉力F大小為500N．

點(diǎn)評 本題考查了功、功率的計(jì)算，靈活利用效率公式、功率公式是關(guān)鍵．