Question

如圖所示，物體重280N，動滑輪重20N，繩重和摩擦不計．在拉力F的作用下，物體正以0.05m/s的速度勻速上升．求：
（1）拉力F；
（2）拉力做功的功率；
（3）動滑輪的機械效率．

Answer 1

分析：圖中使用的是動滑輪，承擔物重的繩子股數n=2，則拉力F移動的速度v′=2v（v為物體勻速上升速度）
（1）繩重和摩擦不計，利用F=

1

2

（G_物+G_輪）求拉力F的大小；
（2）求出拉力移動的速度，根據公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv求出拉力的功率；
（3）利用效率公式η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

F2h

×100%=

G

2F

×100%求動滑輪的機械效率．

解答：已知：物體重G_物=280N，動滑輪重G_動=20N，物體上升的速度v=0.05m/s
求：（1）拉力F=？；（2）拉力做功的功率P=？；（3）動滑輪的機械效率η=？
解：（1）拉力F=

1

2

（G_物+G_輪）=

1

2

×（280N+20N）=150N；
（2）拉力移動的速度：
v′=2v=2×0.05m/s=0.1m/s，
拉力的功率：
P=

W

t

=

Fs

t

=Fv′=150N×0.1m/s=15W；
（3）動滑輪的機械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

F2h

×100%=

G

2F

×100%=

280N

2×150N

×100%≈93.3%．
（1）拉力F為150N；
（2）拉力做功的功率為15W；
（3）動滑輪的機械效率為93.3%．

點評：此題考查滑輪組繩子拉力的計算、功率的計算和滑輪組的機械效率的計算等，由動滑輪的特點知道：繩子自由端移動的速度與物體上升速度之間的關系是v′=2v，這是本題的突破口．