Question

16．用如圖所示的滑輪，使一個鐵塊以0.2m/s的速度勻速上升了1m，已知鐵塊的重力為40N；求
（1）若不計滑輪、繩子的重和摩擦，繩子受到的拉力F；
（2）拉力F的功率．
（3）若實際作用于繩子的拉力為25N，這個滑輪的機械效率．

Answer 1

分析 （1）知道鐵塊的重力，不計滑輪、繩子的重和摩擦，根據(jù)F=$\frac{1}{2}$G求出拉力；
（2）根據(jù)v=2v_物求出拉力移動速度，根據(jù)P=Fv求出拉力的功率；
（3）知道實際拉力大小，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{{F}_{s}}$×100%=$\frac{Gh}{F×2h}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%求滑輪的機械效率．

解答 解：
（1）不計滑輪、繩子的重和摩擦，拉力：
F=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×40N=20N；
（2）拉力移動速度：
v=2v_物=2×0.2m/s=0.4m/s，
拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=20N×0.4m/s=8W；
（3）滑輪的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{{F}_{s}}$×100%=$\frac{Gh}{F×2h}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%=$\frac{40N}{2×25N}$×100%=80%．
答：
（1）若不計滑輪、繩子的重和摩擦，繩子受到的拉力為20N；
（2）拉力F的功率為8W；
（3）若實際作用于繩子的拉力為25N，這個滑輪的機械效率為80%．

點評 本題考查的使用滑輪組拉力的計算、功率的計算、機械效率的計算，雖綜合性強，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．