Question

一輛汽車陷入泥坑，發動機也出現了故障．如圖所示，利用滑輪組把汽車拉出．設在整個拉出過程中，汽車的運動可看成勻速直線運動，速度為0.5m/s，所受的阻力為2.4×10⁴N，移動的距離為4m； 拉力F為10⁴N．求這個過程中：
（1）滑輪組對汽車所做的有用功；
（2）拉力F所做的總功；
（3）滑輪組的機械效率；
（4）拉力的平均功率．

Answer 1

解：（1）W_有功=fs₁=2.4×10⁴N×4m=9.6×10⁴J；
（2）W_總=FS₂=10⁴N×12m=1.2×10⁵J；
（3）η===80%；
（4）P=Fv=10⁴N×3×0.5m/s=15000W．
答：（1）滑輪組對汽車所做的有用功為9.6×10⁴J；
（2）拉力F所做的總功為1.2×10⁵J；
（3）滑輪組的機械效率為80%；
（4）拉力的平均功率為15000W．
分析：（1）因為汽車做勻速直線運動，所以阻力與滑輪組對它施加的總拉力是一對平衡力，明確這一點再根據移動距離去求有用功；
（2）拉力所做的功應該用拉力乘以繩端移動的距離求出；
（3）用有用功除以總功可以得到機械效率的大小；
（4）拉力的平均功率可利用公式P=Fv求出．
點評：本題的計算中考查了對功、功率、機械效率公式的基本運用，關鍵是找對各個量的對應關系，并能熟練運用各公式．