Question

如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体以0.2m/s的速度沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为120N，物体运动了1min．求（1）有用功．（2）总功．（3）机械效率．（4）拉力的功率．

Answer 1

分析：（1）知道物体的运动速度和运动时间，利用速度公式求物体移动的距离；用滑轮组水平拉动物体时，克服摩擦力做的功为有用功，利用W_有用=fs求有用功；
（2）由图知，承担摩擦力的绳子股数n=3，则拉力端移动的距离为物体移动距离的3倍，知道拉力大小，利用W=Fs′求总功；
（3）求出了有用功和总功，利用效率公式η=

W有用

W总

求滑轮组的机械效率；
（4）知道物体移动的速度，根据v′=nv求出拉力移动的速度，根据P=Fv求出功率．

解答：解：
（1）∵v=

s

t

，
∴物体移动的距离：
s=vt=0.2m/s×60s=12m，
克服摩擦力做的功为有用功：
W_有用=fs=120N×12m=1440J；
（2）由图知，n=3，则拉力端移动的距离：
s′=3s=3×12m=36m，则总功：
W_总=Fs′=50N×36m=1800J；
（3）滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

=

1440J

1800J

=80%；
（4）∵n=3，s′=3s，
∴拉力移动的速度：
v′=nv=3×0.2m/s=0.6m/s，
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，
∴拉力做功功率：
P=Fv′=50N×0.6m/s=30W．
答：（1）有用功为1440J；（2）总功为1800J；（3）机械效率为80%；（4）拉力的功率为30W．

点评：本题考查了学生对使用滑轮组有用功、总功、功率、机械效率的计算，知道当水平使用滑轮组时克服摩擦力做的功为有用功是本题的关键．