Question

如圖所示，物體的質量為500千克，斜面的長L為高度h的2.5倍，物體沿斜面向上勻速運動的速度為2米/秒，若滑輪的效率是80%，斜面的效率是70%，
求（1）繩子拉力F為多少牛頓？
（2）拉力F做功的功率為多少瓦？

Answer 1

分析：利用圖示裝置，將重物提升做的功為有用功，拉力F做的功為總功；
將重物拉到斜面頂端拉力移動的距離為斜面長的2倍，斜面長是斜面高的2.5倍，據此求出拉力移動的距離和斜面高的關系；
求出有用功、總功的關系式，知道該裝置的機械效率，可求拉力F與G的關系．

解答：解：（1）由題知，使用的是動滑輪，將重物拉到斜面頂端，拉力移動的距離：
s=2L，
∵L=2.5h，
∴s=5h，
使用該裝置做的有用功：
W_有用=Gh，
使用該裝置做的總功：
W_總=Fs=5Fh，
∵η=

W有用

W總

=

Gh

5Fh

=

G

5F

=80%，
故拉力F=

G

4

=

500kg×9.8N/kg

4×0.7

=1750N；
（2）P=Fv=1750N×4m/s=7000瓦；
答：（1）繩子拉力F為1750N；（2）拉力F做功的功率為7000瓦．

點評：本題考查了使用簡單機械時有用功、總功、機械效率的計算方法，能確定拉力移動的距離和斜面高的關系是本題的關鍵．