Question

【题目】小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍．求：
（1）货箱的重力是多少？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
（4）此滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：货箱所受重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N；

答：货箱所受重力为600N；

（2）解：滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度：v绳=3v=3×0.1m/s=0.3m/s，

拉力的功率是P=Fv绳=50N×0.3m/s=15W；

答：拉力F做功的功率是15W；

（3）解：f=0.2G=0.2×600N=120N；

由v= 得，货箱移动距离：s=vt=0.1m/s×1×60s=6m，

克服摩擦做功：W有=fs=120N×6m=720J；

答：货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是720J；

（4）解：1min内绳子自由端移动距离：s绳=3s=3×6m=18m，

W总=Fs绳=50N×18m=900J，

η= ×100%= ×100%=80%

答：该滑轮组的机械效率是80%．

【解析】（1）已知物体的质量，利用G=mg计算物质重力；（2）已知拉力的大小和物体的移动速度以及动滑轮上绳子的段数，根据公式P=FV可求拉力的功率；（3）水平使用滑轮组，拉力克服摩擦力做功，用摩擦力乘以物体移动距离计算有用功，即克服摩擦做功；（4）用拉力乘以拉力移动距离计算总功，然后用有用功除以总功计算机械效率．