Question

5．如圖所示，用滑輪組將重為60N的正方體物體在5s內沿水平方向勻速拉動4m，所施加的拉力大小為為15N，物體受到的摩擦阻力為重力的0.4倍，則拉力的功率為24W，該滑輪組的機械效率為80%．

Answer 1

分析 （1）先判斷繩子段數n=2，用公式s=nh計算拉力移動距離，用W=Fs計算拉力做功；然后用P=$\frac{W}{t}$計算功率；
（2）計算有用功是要用摩擦力乘以物體移動距離，最后有用功除以總功可得機械效率．

解答 解：
（1）拉力F通過的距離：s=2h=2×4m=8m；
拉力F所做的功為：W_總=Fs=15N×8m=120J；
拉力做功的功率為：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{120J}{5s}$=24W；
（2）地面對物體的摩擦阻力為：f=0.4×60N=24N；
克服摩擦力所做的功：W_有用=fh=24N×4m=96J；
滑輪組的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{96J}{120J}$×100%=80%．
故答案為：24；80%．

點評 水平使用滑輪組時拉力克服摩擦力做功，因此在計算有用功時要有摩擦力乘以物體移動的距離．