Question

19．如圖所示，小宇用滑輪組將重90N的物體，在拉力F的作用下2s內(nèi)勻速上升了0.4m，動(dòng)滑輪重30N，若不計(jì)繩重及摩擦的情況下，拉力F的大小為60N，拉力的功率為24W，滑輪組的機(jī)械效率為75%．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，繩重和摩擦不計(jì)，則拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_輪）；
（2）由圖知n=2，繩子自由端移動(dòng)距離s=2h；求出了拉力大小和拉力端移動(dòng)的距離，利用W_總=Fs求拉力做功，再利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）求出有用功，再利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）如圖滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，
因?yàn)槔K重和摩擦不計(jì)，拉力F的大�。�
F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_輪）=$\frac{1}{2}$（90N+30N）=60N；
（2）由圖知n=2，繩子自由端移動(dòng)距離：
s=2h=2×0.4m=0.8m，
拉力F做功：
W_總=Fs=60N×0.8m=48J，
拉力做功功率：
P_總=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{48J}{2s}$=24W；
（3）使用滑輪組做的有用功：
W_有用=Gh=90N×0.4m=36J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{36J}{48J}$×100%=75%．
故答案為：60；24；75%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查使用滑輪組繩子拉力的計(jì)算、有用功和總功的計(jì)算、功率和滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算，本題關(guān)鍵有二：一是n的確定（直接從動(dòng)滑輪上引出的繩子股數(shù)）；二是利用好不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，拉力和物重的關(guān)系：F=$\frac{1}{n}$（G_動(dòng)+G）．