Question

15．用圖所示的滑輪組，水平拉動重G=100N的物體以v=0.5m/s的速度在水平地面上勻速運動．若物體受到的摩擦力為f=60N．若拉力大小為F=30N．
（1）拉力的功率為多大？
（2）該滑輪組的機械效率為多大？

Answer 1

分析 （1）由圖可知，水平使用滑輪組承擔摩擦力的繩子股數n=3，拉力端移動的速度等于物體運動速度的3倍，利用P=Fv求拉力做功功率；
（2）由圖可知，n=3，拉力端移動距離等于物體移動距離的3倍，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F3{s}_{物}}$=$\frac{f}{3F}$求該滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）由圖可知，n=3，
拉力端移動的速度：v_繩=3v=3×0.5m/s=1.5m/s，
拉力做功功率：P=Fv=30N×1.5m/s=45W；
（2）由圖可知，n=3，
拉力端移動的距離s_繩=3s_物，
該滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F3{s}_{物}}$=$\frac{f}{3F}$=$\frac{60N}{3×30N}$×100%≈66.7%．
答：（1）拉力的功率為為45W；
（2）該滑輪組的機械效率為66.7%．

點評 本題考查了使用滑輪組功率、機械效率的計算，知道水平使用滑輪組時克服摩擦力做的功為有用功是關鍵．