某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）．求：（1）拉力

Question

某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）．求：

（1）拉力F；
（2）拉力F做功的功率；
（3）箱子和斜面间的摩擦力．

Answer 1

（1）由图可知滑轮装置是一个动滑轮，
绳端移动的距离：s′=2s=2×6m=12m；
有用功：W_有用=Gh=1200N×2m=2400J；
根据η=(W有)/(W总)=(W有)/(Fs′)可得，
所以F=(W有)/(ηs′)=(2400J)/(80%×12m)=250N．
（2）拉力做的功：W_总=Fs′=250N×12m=3000J，
拉力的功率：P=(W总)/(t)=(3000J)/(10s)=300W；
（3）因为W_总=W_有用+W_额
所以克服摩擦力做的额外功：
W_额=W_总-W_有用=3000J-2400J=600J，
根据W=fs可得，
摩擦力f=(W额)/(s)=(600J)/(6m)=100N．
答：
（1）拉力F为250N；
（2）拉力F做功的功率为300W；
（3）箱子和斜面间的摩擦力为100N．