《2025年暑假园地河北美术出版社八年级物理》

2. 工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材。已知石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为1200N，滑轮组的机械效率为80%，滑轮和绳子的自重不计，$g$取10N/kg。在石材移动10s的过程中，求：
（1）工人做的有用功为1200J和总功为1500J。
（2）工人作用在绳子自由端的拉力为500N。
（3）工人拉力做功的功率为150W。

答案： 解：
(1)由图乙可知，10s内石材移动的距离$s_{物}=1.0m$；工人做的有用功$W_{有}=fs_{物}=1200N×1.0m=1200J$；由$η=\frac {W_{有}}{W_{总}}$可得，工人做的总功$W_{总}=\frac {W_{有}}{η}=\frac {1200J}{80\% }=1500J$。
(2)由图甲可知$n=3$，则10s内绳子自由端移动的距离$s=ns_{物}=3×1.0m=3m$；由$W_{总}=Fs$可知，绳子自由端的拉力$F=\frac {W_{总}}{s}=\frac {1500J}{3m}=500N$。
(3)拉力做功的功率$P=\frac {W_{总}}{t}=\frac {1500J}{10s}=150W$。