Question

如右圖所示，已各斜面長5m，高3m，繩端拉力為50N。利用這個滑輪裝置將重為100N的物體在5s內從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中：

（1）物體沿斜面向上運動的速度為多少？
（2）繩端移動的距離是多少？
（3）拉力的功和功率各是多少？
（4）拉力的機械效率是多少？

Answer 1

（1）1m/s   （2）10m   （3）100W   （4）60%

分析：（1）利用速度的計算公式，物體沿斜面向上運動的速度可由物體通過的路程和時間求得；（2）繩端移動的距離與物體上升的距離之間存在2倍的關系，因為動滑輪省一半的力，但費一倍的距離；（3）由功的計算公式W=Fs可得，拉力F已知，拉力移動的距離也可計算出，故功可得出；功率再用功除時間即可得出；（4）拉物體上升時的有用功就是把物體拉到3m高處時所做的功，總功是拉力做的功，二者相除即是機械效率。
解：（1）物體沿斜面動動的速度為：v==1m/s；
（2）拉力F移動的距離為S_F=2×L=2×5m=10m；
（3）拉力做的功：W_F=F×S_F=50N×10m=500J；拉力的功率為：P_F==100W；
（4）有用功為W_有=G×h=100N×3m=300J；拉力的機械效率為：η==60%