Question

14．如圖所示，滑輪規(guī)格相同、重均為60N．工人用150N的水平拉力勻速向右拉動(dòng)繩端，在20s內(nèi)礦井里的物體提升8m．不計(jì)繩重及輪軸間摩擦，物體重為240N，工人拉動(dòng)繩子做功的功率為120W．此過程中，滑輪組的機(jī)械效率為80%．

Answer 1

分析 （1）不計(jì)繩重及輪軸間摩擦，知道動(dòng)滑輪重力、拉力F，利用F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）求物體重力；
（2）求出拉力端移動(dòng)距離，利用W=Fs求拉力F做功，知道時(shí)間，利用P=$\frac{W}{t}$求工人拉動(dòng)繩子做功的功率；
（3）求出提升物體做的有用功，利用效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）不計(jì)繩重及輪軸間摩擦，F(xiàn)=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)），
可得：G=nF-G_動(dòng)=2×150N-60N=240N；
（2）拉力端移動(dòng)距離s=2h=2×8m=16m，
拉力F做功：
W_總=Fs=150N×16m=2400J，
功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{2400J}{20s}$=120W；
（3）提升物體做功W_有=Gh=240N×8m=1920J，
機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1920J}{2400J}$×100%=80%．
故答案為：240；120；80．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算，利用好不計(jì)繩重及輪軸間摩擦?xí)r拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）是解題的突破口．