Question

如圖所示，物體重100N，當它沿水平面運動時受到的摩擦力大小為50N，用滑輪組使物體沿水平面以0.2m/s的速度勻速運動20s．若繩重、滑輪重及滑輪軸的摩擦均可忽略，則水平拉力F的大小為

 

，拉力做的功為

 

J，功率為

 

W．如果滑輪組的機械效率為80%，則拉力做功的功率為

 

W．

Answer 1

分析：由物體的速度和運動的時間可由s=vt計算出物體移動的距離，由承擔拉力的繩子股數可得出繩子頭移動的距離s′和拉繩子的力F′，由W=Fs′計算拉繩子的力做的功，若知道機械效率，可由機械效率的公式計算出總功，由功率公式計算功率．

解答：解：拉物體的力由三根繩子承擔，故拉力F=

1

3

f=

1

3

×50N=

50

3

N≈16.67N，
物體移動的距離s=vt=0.2m/s×20s=4m，
繩子頭移動的距離s′=3s=3×4m=12m，
W=Fs′=

50

3

N×12m=200J，
功率P=

W

t

=

200J

20s

=10W，
如果滑輪組的機械效率為80%，則總功W′=

W

η

=

200J

80%

=250J，
此時的拉力的功率P′=

W′

t

=

250J

20s

=12.5W．
故本題答案為：16.67N；200；10；12.5．

點評：本題考查了滑輪組的功、功率、機械效率的計算．由于本題中相同的物理量較多，要用不同的上標表示清楚，并且要考慮理想情況和實際情況下的功率計算．