Question

7．如圖是小明用滑輪組將貨物沿水平軌道拉出倉庫的示意圖．已知貨物質量為600kg，若貨物所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，人的拉力是400N，當人以0.6m/s的速度勻速前行10s，將貨物拉出倉庫，則在此過程中（g取10Nkg）
（1）有用功W_有用=1800J
（2）人拉力的功率P=240W
（3）滑輪組的機械效率η=75%．

Answer 1

分析 由圖知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2；
（1）知道人的移動速度和移動的時間，利用速度公式求人移動的距離（拉力移動的距離）s，根據(jù)s=2s′求貨物移動的距離s′；知道貨物的質量，利用重力公式求貨物重，求出貨物受到的摩擦力；再利用W=fs′求人做的有用功．
（2）利用W=Fs求出總功，知道做功時間，利用功率公式求人拉力的功率．
（3）根據(jù)效率公式求出滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）人移動的距離：s=vt=0.6m/s×10s=6m，
使用該滑輪組，n=2，貨物移動的距離：s′=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×6m=3m，
貨物重：G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
貨物受到的摩擦力為其重力的0.1倍，貨物受到的摩擦力：f=0.1G=0.1×6000N=600N，
人做的有用功：W_有用=fs′=600N×3m=1800J；
（2）人做的總功：W_總=Fs=400N×6m=2400J，
人拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{2400J}{10s}$=240W；
（3）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1800J}{2400J}$×100%=75%．
故答案為：（1）1800J；（2）240W；（3）75%．

點評 本題考查了重力的計算、功的計算、機械效率的計算，本題關鍵：一是使用滑輪組n的確定（從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)），二是本題有用功不是提升重物做功，而是克服摩擦做功．