Question

15．用图所示的滑轮组，水平拉动重G=100N的物体以v=0.5m/s的速度在水平地面上匀速运动．若物体受到的摩擦力为f=60N．若拉力大小为F=30N．
（1）拉力的功率为多大？
（2）该滑轮组的机械效率为多大？

Answer 1

分析 （1）由图可知，水平使用滑轮组承担摩擦力的绳子股数n=3，拉力端移动的速度等于物体运动速度的3倍，利用P=Fv求拉力做功功率；
（2）由图可知，n=3，拉力端移动距离等于物体移动距离的3倍，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F3{s}_{物}}$=$\frac{f}{3F}$求该滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）由图可知，n=3，
拉力端移动的速度：v_绳=3v=3×0.5m/s=1.5m/s，
拉力做功功率：P=Fv=30N×1.5m/s=45W；
（2）由图可知，n=3，
拉力端移动的距离s_绳=3s_物，
该滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F3{s}_{物}}$=$\frac{f}{3F}$=$\frac{60N}{3×30N}$×100%≈66.7%．
答：（1）拉力的功率为为45W；
（2）该滑轮组的机械效率为66.7%．

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