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11.如圖所示,用一滑輪組拉著重8×104N的汽車沿水平方向勻速移動,拉力為1000N汽車所受阻力是車重的3%,求:
(1)此滑輪組的機械效率;
(2)若汽車移動的速度為0.2m/s,求1min內拉力F所做的功(滑輪和繩的自重不計,直線足夠長.)

分析 (1)因為勻速運動,汽車所受拉力等于阻力,根據(jù)阻力與車重的關系求出阻力;阻力與汽車移動距離s1的乘積等于對汽車做的有用功,拉力與繩子自由端移動距離s2的乘積等于總功,由圖知,動滑輪上有三段繩子,可知s1和s2的關系,由此可知機械效率的大;
(2)知道汽車移動速度v1,而繩子自由端移動速度(拉力移動速度)v2=3v1,據(jù)此求拉力移動速度,再利用速度公式求拉力移動的距離,上面求出了拉力的小,利用功的公式求拉力做功.

解答 解:(1)汽車所受阻力:
f=3%G=0.03×8×104N=2400N;
由圖知,n=3,則繩子自由端移動距離s2=3s1,
使用滑輪組:
W有用=fs1,
W=Fs2
故機械效率為:η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{f{s}_{1}}{F{s}_{2}}$=$\frac{f{s}_{1}}{F×3{s}_{1}}$=$\frac{2400N}{1000N×3}$=80%.
(2)拉力移動的速度:
v2=3v1=3×0.2m/s=0.6m/s,
1min內移動距離:
s=v2t=0.6m/s×60s=36m,
拉力做功:
W=Fs=1000N×36m=36000J.
答:(1)此滑輪組的機械效率為80%;
(2)若汽車移動的速度為0.2m/s,1min內拉力做了36000J的功.

點評 本題考查了學生對速度公式、功的公式、效率公式的掌握和運用,能根據(jù)滑輪組的結構得出承擔物重的繩子股數(shù)(直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù))是本題的突破口,靈活運用公式是關鍵.

練習冊系列答案
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