Question

如圖所示，物體重180N，動滑輪重20N，繩重和摩擦不計．在拉力F的作用下，物體正在以0.1m/s的速度勻速上升．求：
（1）拉力F多大；
（2）15s時繩子勻速上升了多少米；
（3）動滑輪的效率是多少．

Answer 1

【答案】分析：圖中使用的是動滑輪，承擔物重的繩子股數n=2，則拉力F移動的速度v₂=2v₁（v₁為物體勻速上升速度）
（1）繩重和摩擦不計，利用F=（G_物+G_輪）求拉力F的大小；
（2）求出拉力移動的速度，根據公式s=vt求出繩子上升的距離；
（3）利用效率公式η==求動滑輪的機械效率．
解答：解：（1）拉力F=（ G_物+G_動）=×（180N+20N）=100N；
（2）繩子移動的速度：v₂=2v₁=2×0.1m/s=0.2m/s，
15s時繩子勻速上升的距離：s=v₂t=0.2m/s×15s=3m；
（3）動滑輪的效率η====90%．
答：（1）拉力為100N；
（2）繩子上升的距離為3m；
（3）動滑輪的機械效率為90%．
點評：此題考查滑輪組繩子拉力的計算、滑輪組的機械效率的計算等，由動滑輪的特點知道：繩子自由端移動的速度與物體上升速度之間的關系是v₂=2v₁，這是本題的突破口．