Question

一辆汽车不慎陷入泥坑，司机用图所示的滑轮组将汽车拖出．已知整个过程中，水平拉力F是1×104N，汽车沿水

一辆汽车不慎陷入泥坑，司机用图所示的滑轮组将汽车拖出．已知整个过程中，水平拉力F是1×104N，汽车沿水平方向匀速移动了4m，滑轮组的机械效率为80%．求：（1）拉力F做的总功．（2）有用功为多大？（3）汽车所受的阻力多大？

Answer 1

（1）拉力移动的距离：
s=ns′=3×4m=12m，
拉力做的功：
W_总=Fs=1×10⁴N×12m=1.2x10⁵J；
（2）∵η=

W有用

W总

，
∴拉力做的有用功：
W_有用=W_总η=1.2×10⁵J×80%=9.6×10⁴J，
（3）∵W=Fs
∴滑轮组对汽车的拉力：
F′=

W有用

s′

=

9.6×104J

4m

=2.4×10⁴N．
∵汽车做的是匀速运动，所以汽车受的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，
∴汽车受的阻力f=F′=2.4×10⁴N．
答：（1）拉力做的功为1.2×10⁵J；
（2）有用功为9.6×10⁴J；
（3）汽车所受的水平阻力为2.4×10⁴N．