Question

13．如圖所示，在20N的水平拉力F作用下，使一個重物沿著水平地面以0.2m/s的速度向左勻速直線運動了1min，若此過程中重物與地面間的滑動摩擦力f大小為48N．求：拉力做的功大小；拉力做功的功率大�。淮藭r滑輪的機械效率大�。�

Answer 1

分析 （1）利用s=vt求物體移動距離，由圖知，n=3，拉力端移動的距離等于物體移動距離的3倍，利用W=Fs求拉力做的功；
（2）知道做功時間，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）克服阻力做的功為有用功，利用W_有用=fs_物計算，再利用效率公式求滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）由v=$\frac{s}{t}$得物體移動距離：
s_物=v_物t=0.2m/s×60s=12m，
由圖知，n=3，拉力端移動的距離：
s=3s_物=3×12m=36m，
拉力做的功：
W_總=Fs=20N×36m=720J；
（2）拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{720J}{60s}$=12W；
（3）有用功：
W_有用=fs_物=48N×12m=576J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{576J}{720J}$×100%=80%．
答：拉力做的功為720J，拉力做功的功率為12W，此時滑輪的機械效率為80%．

點評 本題考查了滑輪組機械效率的計算和拉力做功、功率的計算，注意水平方向運動的物體，有用功等于摩擦力與物體移動的距離的乘積．