Question

如右图所示，已各斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N。利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中：

（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？
（2）绳端移动的距离是多少？
（3）拉力的功和功率各是多少？
（4）拉力的机械效率是多少？

Answer 1

（1）1m/s   （2）10m   （3）100W   （4）60%

分析：（1）利用速度的计算公式，物体沿斜面向上运动的速度可由物体通过的路程和时间求得；（2）绳端移动的距离与物体上升的距离之间存在2倍的关系，因为动滑轮省一半的力，但费一倍的距离；（3）由功的计算公式W=Fs可得，拉力F已知，拉力移动的距离也可计算出，故功可得出；功率再用功除时间即可得出；（4）拉物体上升时的有用功就是把物体拉到3m高处时所做的功，总功是拉力做的功，二者相除即是机械效率。
解：（1）物体沿斜面动动的速度为：v==1m/s；
（2）拉力F移动的距离为S_F=2×L=2×5m=10m；
（3）拉力做的功：W_F=F×S_F=50N×10m=500J；拉力的功率为：P_F==100W；
（4）有用功为W_有=G×h=100N×3m=300J；拉力的机械效率为：η==60%