Question

5．一輛重2×10³N的汽車出現(xiàn)故障，不能發(fā)動繼續(xù)行駛，某維修店的員工找來一小型拖拉機，繩子，滑輪，采用如圖所示的裝置，拖拉機在繩端用900N的水平拉力F，將汽車以0.2m/s的速度水平勻速拉進維修地點，用時10s．求：
（1）拉力F做功的功率．
（2）假設(shè)滑輪組的機械效率為80%，則汽車所受的阻力．

Answer 1

分析 （1）利用速度公式變形s=vt求出汽車前進的距離，進而根據(jù)動滑輪的工作特點求出繩子移動的距離，再利用功的計算公式W=Fs和P=$\frac{W}{t}$求出拉力做的功和功率；
（2）根據(jù)機械效率求得有用功，再利用W=Fs變形求得牽引力，汽車勻速前進，牽引力等于車所受的阻力．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得汽車前進的距離：
s₁=vt=0.2m/s×10s=2m，
繩子移動的距離：
s₂=2×2m=4m，
拉力F做的功：
W_總=Fs₂=900N×4m=3600J，
拉力F的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{3600J}{10s}$=360W；
（2）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$得，
W_有=ηW_總=3600J×80%=2880J，
因為W_有=F₁s₁，所以F₁=$\frac{{W}_{有}}{{s}_{1}}$=$\frac{2880J}{2m}$=1440N．
汽車勻速前進，牽引力等于車所受的阻力，即f=F₁=1440N，
答：（1）拉力F做功的功率為360W；
（2）假設(shè)滑輪組的機械效率為80%，則汽車所受的阻力為1440N．

點評 此題涉及到了功的計算，滑輪組的機械效率，功率的計算等多個知識點，有一定的拔高難度，是一道綜合性較強的題目．