Question

【題目】如圖所示，使用滑輪組勻速拉動質量為50kg的物體，所用的拉力為80N，物體在6s內向左勻速運動1.2m。

（1）若不考慮滑輪的重力、滑輪與軸及滑輪與繩子之間摩擦，求物體受到地面的摩擦力。

（2）求拉力的功率。

（3）若摩擦力不變，作用在繩子上的實際拉力為90N，則滑輪組的機械效率為多少？（結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】(1)160N；(2)32W；(3)88.9%.

【解析】

(1)由圖知，n=2，因為不計繩和滑輪的重力以及滑輪軸承和滑輪與繩子之間的摩擦力，

所以：

F=f，

所以：

f=2F=2×80N=160N；

(2) 物體動的速度：

v===0.2m/s

繩自由端移動的速度：

v'=2×0.2m/s=0.4m/s，

拉力的功率：

P=Fv’=80N×0.4m/s=32W；

(3)設物體通過的距離為s，所以拉力通過的距離為2s；

拉力做的總功為：

W總=F2s，

有用功為：

W有=fs，

滑輪組的機械效率為：

η===×100%=88.9%。

答：(1)物體受到地面的摩擦力為160N；

(2)拉力的功率為32W；

(3)若摩擦力不變，作用在繩子上的實際拉力為90N，則滑輪組的機械效率為88.9%。