Question

如圖所示，物體重180N，動(dòng)滑輪重20N，繩重和摩擦不計(jì)．在拉力F的作用下，物體正以0.1m/s的速度勻速上升．
求：（1）拉力F為多大？
（2）拉力做功的功率是多少？
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析：（1）不計(jì)繩重和摩擦，作用在繩子自由端的拉力是物重和動(dòng)滑輪重的一半，據(jù)此得到拉力；
（2）使用動(dòng)滑輪時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的速度是物體運(yùn)動(dòng)速度的2倍；已知拉力和繩子自由端移動(dòng)的速度，利用公式P=Fv得到拉力的功率；
（3）已知物重和動(dòng)滑輪重，利用公式η=

W有用

W總

得到動(dòng)滑輪的機(jī)械效率．

解答：已知：G=180N  G_動(dòng)=20N  v_物=0.1m/s  n=2
求：（1）F=？（2）P=？（3）η=？
解：
（1）拉力為F=

1

2

（G+G_動(dòng)）=

1

2

（180N+20N）=100N；
（2）繩子自由端移動(dòng)的速度為v_手=2v_物=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力的功率為P=

W

t

=

Fs

t

=Fv_手=100N×0.2m/s=20W；
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為η=

W有用

W總

×100%=

W有用

W有用+W額

×100%=

Gh

Gh+G動(dòng)h

×100%=

G

G+G動(dòng)

×100%=

180N

180N+20N

×100%=90%．
答：
（1）拉力F為100N；
（2）拉力做功的功率是20W；
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是90%．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了動(dòng)滑輪的特點(diǎn)、功率和機(jī)械效率的計(jì)算，是力學(xué)重要規(guī)律或公式的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．