Question

如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计．在拉力F的作用下，物体正在以0.1m/s的速度匀速上升．求：
（1）拉力F多大；
（2）15s时绳子匀速上升了多少米；
（3）动滑轮的效率是多少．

Answer 1

解：（1）拉力F=（ G_物+G_动）=×（180N+20N）=100N；
（2）绳子移动的速度：v₂=2v₁=2×0.1m/s=0.2m/s，
15s时绳子匀速上升的距离：s=v₂t=0.2m/s×15s=3m；
（3）动滑轮的效率η====90%．
答：（1）拉力为100N；
（2）绳子上升的距离为3m；
（3）动滑轮的机械效率为90%．
分析：图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的速度v₂=2v₁（v₁为物体匀速上升速度）
（1）绳重和摩擦不计，利用F=（G_物+G_轮）求拉力F的大小；
（2）求出拉力移动的速度，根据公式s=vt求出绳子上升的距离；
（3）利用效率公式η==求动滑轮的机械效率．
点评：此题考查滑轮组绳子拉力的计算、滑轮组的机械效率的计算等，由动滑轮的特点知道：绳子自由端移动的速度与物体上升速度之间的关系是v₂=2v₁，这是本题的突破口．