Question

2．邊長為0.5m的正方體，質(zhì)量為60Kg．現(xiàn)用如圖所示的滑輪組來提升該物體，當(dāng)拉力F為400N時(shí)物體剛好能以0.2m/s的速度勻速上升，則此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75%，拉力F的功率為160W．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)G=mg計(jì)算出物體重力；由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則s=2h，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F2h}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%求機(jī)械效率；
（2）拉力端移動的速度是物體運(yùn)動速度的2倍，再利用P=Fv求拉力做功功率．

解答 解：（1）正方體的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N；
有兩段繩子承擔(dān)總重，s=2h，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F2h}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%=$\frac{600N}{2×400N}$×100%=75%；
（2）有兩段繩子承擔(dān)總重，繩子自由端移動的速度為是物體升高速度的2倍，
繩子自由端移動的速度：
v=2×0.2m/s=0.4m/s，
由P=$\frac{W}{t}$，W=Fs，v=$\frac{s}{t}$，
拉力F的功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=400N×0.4m/s=160W．
故答案為：75%；160．

點(diǎn)評 本題考查了機(jī)械效率、功率的計(jì)算，知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，利用好兩個(gè)推導(dǎo)公式：一是機(jī)械效率η=$\frac{G}{nF}$×100%，二是功率P=Fv．