Question

17．用如圖所示的滑輪組來勻速拉動鋼錠，已知鋼錠與地面的摩擦力F₁為 1200N，若此時滑輪組的機械效率為80%，物體勻速運動的速度為1m/s．則拉力F大小為500N，5s內(nèi)所做的有用功為6000J．

Answer 1

分析 （1）由圖知，使用滑輪組n=3，拉力端移動的距離等于物體移動距離的3倍，克服摩擦力做的功為有用功，拉力做的功為總功，知道滑輪組機械效率，可求拉力大��；
（2）利用s=vt求5s內(nèi)物體運動的距離，再利用W=Fs求5s內(nèi)所做的有用功．

解答 解：
（1）由圖知，n=3，設物體前進距離為s_物，則拉力端移動的距離s=3s_物，
克服摩擦力做的有用功：W_有用=F₁s_物，
拉力做的總功：W_總=F×s=F×3s_物，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{{F}_{1}{s}_{物}}{F×3{s}_{物}}$=$\frac{{F}_{1}}{3F}$=80%，
則繩端的拉力：
F=$\frac{{F}_{1}}{3×80%}$=$\frac{1200N}{3×80%}$=500N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得物體運動的距離：
s_物=vt=1m/s×5s=5m，
5s內(nèi)所做的有用功：
W_有用=F₁s_物=1200N×5m=6000J．
故答案為：500N；6000J．

點評 本題考查了使用滑輪組拉力的計算和功的計算，知道水平使用滑輪組時克服摩擦力做的功為有用功是關鍵．