Question

一辆汽车不慎陷入泥坑，人们用如图所示的装置将汽车拖出，在此过程中汽车沿水平方向匀速移动了2m，已知水平拉力F是1.5×10³N，汽车受到地面的摩擦力是2.4×10³N，则拉力F做的功为________J，该装置的机械效率为________．

Answer 1

3×10⁴    80%
分析：（1）由承担车的拉力的绳子股数得出绳子自由端（拉力）移动的距离s′，由W_总=Fs′计算拉力做的总功；
（2）当滑轮组水平使用时，克服的就不是物体的重力，而是物体受到的摩擦力．故此时克服摩擦力拉动物体所做的功为有用功，而人的拉力所做的功为总功．故本题机械效率可用η=求出．
解答：（1）承担车的拉力的绳子股数n=2，拉力移动的距离s′=2s=2×2m=4m，
拉力做的总功：W_总=Fs′=1.5×10⁴N×2m=3×10⁴J，
（2）从图中可知，有2段绳子在拉重物，故绳端拉力移动距离为物体移动距离的2倍．
故η====80%．
故答案为：3×10⁴；80%．
点评：本题有两处关键的地方，一是滑轮组水平使用克服的是摩擦力；二是题目没有告诉绳端或是物体移动的距离，故要对机械效率的公式进行推导．