Question

如圖所示，一個質量60kg，底面積為0.1m²、高為0.1m的物塊，通過滑輪組在25N拉力作用下以0.2m/s的速度作勻速直線運動．已知物塊受到的滑動摩擦力為物重的0.1倍（g取10N/kg ）．求：
（1）物體的密度是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）該滑輪組的機械效率是多少？

Answer 1

解：（1）物體的密度ρ===6×10³kg/m³；
（2）拉力的功率是P=F×3V=25N×3×0.2m/s=15W；
（3）f=0.1G=0.1×mg=0.1×60kg×10N/Kg=60N；
W_有=fS；
滑輪組繩子段數n=3
W_總=F×S₂=F×3S
η=×100%==×100%=80%
答：（1）物體的密度是6×10³kg/m³；
（2）拉力F做功的功率是15W；
（3）該滑輪組的機械效率是80%．
分析：（1）已知物體的質量、底面積和高度，根據公式ρ=可求物體的密度；
（2）已知拉力的大小和物體的移動速度以及動滑輪上繩子的段數，根據公式P=FV可求拉力的功率；
（3）水平使用滑輪組，拉力克服摩擦力做功，首先用摩擦力乘以物體移動距離計算有用功，用拉力乘以拉力移動距離計算總功，然后用有用功除以總功計算機械效率．
點評：這是一道綜合性比較強的計算題，涉及到密度、功、功率、機械效率的計算．這就要求對公式要熟練掌握和運用．同時，水平使用滑輪組時，拉力克服摩擦力做功，這一點也要注意．