Question

1．小明利用如图所示的装置使物体A沿水平方向以0.5m/s的速度作匀速直线运动，A重2000N，A受到地面的摩擦力为重力的0.3倍，作用在绳端的拉力为250N（不计轮、绳重）．
求：（1）力F的功率是多少？
（2）该装置的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由图可知，n=3，则拉力端移动的速度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；利用机械效率的公式求该装置的机械效率．

解答 解：
（1）由图可知，n=3，则拉力端移动的速度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，
拉力端移动的距离s=3s_物，
拉力做的总功W_总=Fs，
该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F3{s}_{物}}$=$\frac{f}{3F}$=$\frac{600N}{3×250N}$×100%=80%．
答：（1）力F的功率是375W；
（2）该装置的机械效率是80%．

点评 本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率和机械效率的计算，知道水平使用滑轮组时，克服摩擦做的功为有用功是关键．