Question

如图所示，物体重280N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计．在拉力F的作用下，物体正以0.05m/s的速度匀速上升．求：
（1）拉力F；
（2）拉力做功的功率；
（3）动滑轮的机械效率．

Answer 1

【答案】分析：图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的速度v′=2v（v为物体匀速上升速度）
（1）绳重和摩擦不计，利用F=（G_物+G_轮）求拉力F的大小；
（2）求出拉力移动的速度，根据公式P===Fv求出拉力的功率；
（3）利用效率公式η=×100%=×100%=×100%=×100%求动滑轮的机械效率．
解答：已知：物体重G_物=280N，动滑轮重G_动=20N，物体上升的速度v=0.05m/s
求：（1）拉力F=？；（2）拉力做功的功率P=？；（3）动滑轮的机械效率η=？
解：（1）拉力F=（G_物+G_轮）=×（280N+20N）=150N；
（2）拉力移动的速度：
v′=2v=2×0.05m/s=0.1m/s，
拉力的功率：
P===Fv′=150N×0.1m/s=15W；
（3）动滑轮的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈93.3%．
（1）拉力F为150N；
（2）拉力做功的功率为15W；
（3）动滑轮的机械效率为93.3%．
点评：此题考查滑轮组绳子拉力的计算、功率的计算和滑轮组的机械效率的计算等，由动滑轮的特点知道：绳子自由端移动的速度与物体上升速度之间的关系是v′=2v，这是本题的突破口．