Question

18．一個(gè)90kg的正方形木箱，邊長(zhǎng)為50cm，放在水平地面上，后來如圖所示，小明同學(xué)用動(dòng)滑輪提升木箱以0.5m/s的速度勻速上升2m，所用拉力F的大小為500N（不計(jì)繩重和摩擦）．（g=10N/kg）
（1）木箱受到的重力是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知正方形木箱的質(zhì)量，利用G=mg求解重力；
（2）知道木箱的移動(dòng)速度和上升高度求出做功時(shí)間，再根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，計(jì)算繩子末端移動(dòng)的距離（拉力移動(dòng)的距離），又知道拉力大小，利用功的公式和功率公式求拉力做功功率；
（3）知道木箱重和上升的高度，求出有用功，再根據(jù)機(jī)械效率的公式求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率．

解答 解：（1）木箱受到的重力：
G=mg=90kg×10N/kg=900N；
（2）拉力F做功時(shí)間：
t=$\frac{h}{v}$=$\frac{2m}{0.5m/s}$=4s，
繩子末端移動(dòng)的距離：
s=2h=2×2m=4m，
拉力做功：
W_總=Fs=500N×4m=2000J，
拉力做功功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2000J}{4s}$=500W；
（3）對(duì)木箱做有用功：
W_有=Gh=900N×2m=1800J，
動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1800J}{2000J}$×100%=90%．
答：（1）木箱受到的重力是900N；
（2）拉力F做功的功率是500W；
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是90%．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了重力、有用功和總功的計(jì)算、功率的計(jì)算、機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是熟練運(yùn)用各種公式，難度不大，但屬于易錯(cuò)題．