Question

1．如圖所示，利用這個滑輪裝置將重為100N的物體從斜面的低端勻速拉到，某位置所用的時間為5s，在此過程中，繩端拉力為60N，物體沿斜面移動的距離為5m，上升的高度為2m，求：
（1）拉力做的功是多少？
（2）拉力的功率是到少？
（3）該裝置的機械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）動滑輪繩子的有效股數n=2，繩端移動的距離等于物體移動距離的2倍，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做的功；
（2）知道做功時間，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功的功率；
（3）利用W=Gh求有用功，再利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求該裝置的機械效率．

解答 解：
（1）動滑輪繩子的有效股數為2，
則繩端移動的距離：
s_繩=2s=2×5m=10m，
拉力做的功：
W_總=Fs_繩=60N×10m=600J；
（2）拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{600J}{5s}$=120W；
（3）有用功：
W_有=Gh=100N×2m=200J；
該裝置的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{200J}{600J}$×100%≈33.3%．
答：（1）拉力做的功是600J；
（2）拉力的功率是120W；
（3）該裝置的機械效率是33.3%．

點評 本題考查了使用動滑輪和斜面組合時有用功、總功、功率、機械效率的計算，明確繩端移動的距離和有用功、總功是關鍵．