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v 1 =0.1m/s， ∴拉力移动的速度： v 2 =2v 1 =2×0.1m/s=0.2m/s， 拉力F做功的功率： P 总 = W 总 t = Fs t =Fv 2 =100N×0.2m/s=20W； （3）重物做有用功的功率： P 有 = W 有 t = Gh t =Gv 1 =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%．