Question

3．（1）如圖甲所示，用大小為2N的拉力將重為3N的物體豎直向上勻速提升10cm，則此動滑輪的實質是一個省力杠桿，滑輪對物體做的有用功為0.3J，動滑輪的機械效率為75%．
（2）如圖乙所示，拉力F的功率為3.6W，物體A以0.1m/s的是速度沿水平地面向左勻速運動，不計滑輪處摩擦，滑輪重和繩重，則拉力F為12N．

Answer 1

分析 （1）題中使用的是動滑輪，動滑輪的實質是省力杠桿，承擔物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力F移動的距離s=2h，使用滑輪組做的有用功是指把重物提升所做的功，即W_有用=Gh；使用滑輪組做的總功是人的拉力所做的功，即W_總=Fs；機械效率是指有用功占總功的百分比，據(jù)此求解．
（2）由圖可知有3段繩子承擔物重，故繩端的速度v=3v_A，然后根據(jù)功率求出F的大�。�

解答 解：（1）題中使用的是動滑輪，動滑輪的實質是省力杠桿，有2段繩子承擔物重，繩子末端移動距離s=2h=2×0.1m=0.2m．
拉力做的有用功：
W_有用=Gh=3N×0.1m=0.3J；
拉力做的總功：
W_總=Fs=2N×0.2m=0.4J．
該機械的效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.4J}$×100%=75%．
（2）有3段繩子承擔物重，故繩端移動的速度為v=3v_A=3×0.1m/s=0.3m/s，
根據(jù)：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{FS}{t}$=Fv得：
拉力的小為：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{3.6W}{0.3m/s}$=12N；
故答案為：（1）省力； 0.3；  75%；（2）12．

點評 本題考查了動滑輪機械效率的計算，關鍵有二：一是n的確定（直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)），二是有用功和總功的區(qū)分（根據(jù)我們的目的分析）．