Question

11．如圖所示，物體的質(zhì)量為5千克，在20N的拉力F的作用下，以0.5m/s的速度勻速運動，10秒后，g=10N/kg，求
（1）有用功為多少？
（2）拉力的功率多大？
（3）滑輪組的機械效率為多少？

Answer 1

分析 （1）知道物體的質(zhì)量，利用G=mg求重力，知道物體運動速度和時間可求上升的高度，根據(jù)W=Gh求出拉力所做的有用功；
（2）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功，再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（3）根據(jù)機械效率公式求出滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）物體的重力：
G=mg=5kg×10N/kg=50N，
由v=$\frac{s}{t}$得物體升高的高度：
h=vt=0.5m/s×10s=5m，
拉力所做的有用功：
W_有=Gh=50N×5m=250J；
（2）由圖知，n=3，繩端移動的距離：
s=3h=3×5m=15m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=20N×15m=300J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{300J}{10s}$=30W；
（3）該滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{250J}{300J}$×100%≈83.3%．
答：①有用功為250J；
②拉力的功率為30W；
③該滑輪組的機械效率為83.3%．

點評 本題考查了重力、有用功、總功、功率、機械效率的計算，關(guān)鍵是確定滑輪組繩子的有效股數(shù)和s=nh的應(yīng)用．