Question

如圖是在水平面上移動重物的裝置，若物重為600N，在阻力為重力的0.2倍時，勻速移動物體，使其以2m/s的速度前進，經(jīng)過5s，試求：
（1）拉力F至少為多大？
（2）這段時間繩子自由端移動的距離s為多少？
（3）拉力F所作的有用功是多少？
（4）若實際所用拉力為50N，則機械效率是多少？

Answer 1

分析：（1）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)阻力為重力的0.2倍求出摩擦力的大小，利用F=

1

n

f求出拉力的最小值；
（2）根據(jù)速度公式求出物體移動的距離，根據(jù)s=ns_物求出繩子自由端移動的距離；
（3）根據(jù)W=fs求出拉力做的有用功；
（4）根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功，再根據(jù)效率公式求出機械效率．

解答：解：（1）由圖可知，n=3，
物體受到的摩擦力：
f=0.2G=0.2×600N=120N，
拉力的最小值：
F=

1

n

f=

1

3

×120N=40N；
（2）根據(jù)v=

s

t

可得，物體移動的距離：
s_物=vt=2m/s×5s=10m，
繩子自由端移動的距離：
s=ns_物=3×10m=30m；
（3）拉力F所作的有用功：
W_有=fs_物=120N×10m=1200J；
（4）若實際所用拉力為50N，則拉力做的總功：
W_總=F_實際s=50N×30m=1500J，
機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

1200J

1500J

×100%=80%．
答：（1）拉力F至少為40N；
（2）這段時間繩子自由端移動的距離s為30m；
（3）拉力F所作的有用功是1200J；
（4）若實際所用拉力為50N，則機械效率是80%．

點評：此類題應(yīng)該注意：在水平面上移動重物的滑輪裝置，拉力是克服摩擦力做功．