Question

3．如圖所示是一個從隧道中運礦石的裝置圖，用滑輪組拉著重為600N的貨車A沿水平方向勻速運動，貨車受到的摩擦力是貨車重力的0.2倍．在40s內(nèi)物體移動8m，拉力F做的功為1280J．求：
（1）貨車A受到繩子的水平拉力F₁；
（2）拉力F的大小以及拉力的功率；
（3）若動滑輪重為12N（不計繩重及摩擦），計算滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）求出貨車受的摩擦力f=0.2G，因為貨車做的是勻速直線運動，所以它受的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等；
（2）根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；求出拉力移動距離，根據(jù)W=Fs求出拉力的大�。�
（3）拉力克服貨車摩擦力做的功為有用功，根據(jù)W=fs求出有用功，不計繩重及摩擦，額外功等于提升動滑輪做的功，總功等于有用功加上額外功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）貨車受到的摩擦力：f=0.2G=0.2×600N=120N，
因為貨車做的是勻速直線運動，所以它受的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以貨車受到繩子的水平拉力F₁=f=120N；
（2）由圖可知，動滑輪上繩子的段數(shù)n=2，
則拉力端移動距離：s=2s_物=2×8m=16m，
因為W_總1=Fs，
所以拉力：F=$\frac{{W}_{總1}}{s}$=$\frac{1280J}{16m}$=80N；
已知拉力F做的功為1280J，t=40s，
則拉力F的功率：
P=$\frac{{W}_{總1}}{t}$=$\frac{1280J}{40s}$=32W；
（3）利用滑輪組拉貨車的過程中，做的有用功：W_有用=fs_物=120N×8m=960J，
不計繩重及摩擦，額外功：W_額=G_動h=12N×8m=96J，
此時所做的總功：W_總2=W_有用+W_額=960J+96J=1056J，
此時滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總2}}$=$\frac{960J}{1056J}$×100%≈90.9%．
答：（1）貨車A受到繩子的水平拉力為120N；
（2）拉力為80N，拉力的功率為32W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為90.9%．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對功率、有用功、機(jī)械效率、拉力計算公式的理解和掌握，知識點較多，但都是基礎(chǔ)性題目．