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，物体正以0.1m/s的速度匀速上升．

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，物体正以0.1m/s的速度匀速上升．求：（1）拉力F；（2）拉力做功的功率； （3）动滑轮的机械效率．

Answer 1

（1）图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，
∵绳重和摩擦不计，
∴拉力F的大小：
F=

1

2

（G_物+G_轮）=

1

2

×（180N+20N）=100N；
（2）∵物体匀速上升速度v₁=0.1m/s，
∴拉力移动的速度：
v₂=2v₁=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力F做功的功率：
P_总=

W总

t

＝

Fs

t

=Fv₂=100N×0.2m/s=20W；
（3）重物做有用功的功率：
P_有=

W有

t

＝

Gh

t

=Gv₁=180N×0.1m/s=18W，
动滑轮的机械效率：
η=

P有

P总

=

18

20

=90%
答：（1）拉力F大小为100N；
（2）拉力F做功的功率是20W；
（3）动滑轮的机械效率是90%．