Question

15．如图所示，已知物体A重10000N，与地面的摩擦力是3000N，人通过滑轮组拉动物体使其在10s内匀速运动1m，如果滑轮组的机械效率为60%，求：
（1）有用功的大小；
（2）人做的总功；
（3）人的拉力；
（4）人拉绳的功率．

Answer 1

分析 首先根据如图装置确定绳子段数n=5，水平使用滑轮拉力克服摩擦力做功，与重力没有关系．
（1）先利用W=fs求有用功；
（2）利用有用功、机械效率就可计算总功；
（3）利用W_总=Fs计算拉力，拉力移动距离要利用S=nh计算；
（4）人拉绳的功率要用P=$\frac{{W}_{总}}{t}$计算．

解答 解：（1）人做的有用功W_有用=fh=3000N×1m=3000J
（2）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$得，
人做的总功 W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{3000J}{60%}$=5000J
（3）拉力移动距离 S=nh=5×1m=5m
由W_总=Fs得，人的拉力 F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{5000J}{5m}$=1000N
（4）人拉绳的功率 P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{5000J}{10s}$=500W．
答：（1）有用功位3000J；（2）人做的总功为5000J；（3）人的拉力为1000N；（4）人拉绳的功率为500W．

点评 这类题要知道水平使用滑轮组是克服摩擦力做功，与重力没关系．根据滑轮组装情况确定绳子段数n，然后利用公式计算．