Question

【題目】利用如圖所示滑輪組勻速拉動水平面上的物體。已知物體在水平面上受到的滑動摩擦力為重力的0.1倍，物體被勻速拉動的距離為1 m。當物體質量為2 kg時，滑輪組的機械效率為50%，不計繩重和滑輪的摩擦。求：

（1）物體質量為2 kg時，在水平面上受到的滑動摩擦力；

（2）物體質量為2 kg時，滑輪組對物體做的功；

（3）物體質量為2 kg時，拉力F所做的功；

（4）物體質量為10 kg，以0.1m/s的速度勻速運動時，拉力F的功率。

Answer 1

【答案】（1）2 N （2）2J （3）4J （4）1.2 W

【解析】解：（1）已知物體在水平面上受到的滑動摩擦力為重力的0.1倍，所以滑動摩擦力

f=0.1G =0.1mg=0.1×2kg×10N/kg=2N。

（2）因為物體勻速運動，滑輪組對物體的拉力等于摩擦力，所以物體質量為2 kg時，滑輪組對物體做的功W=Fs=fs=2N×1m=2J.

（3）由，可得拉力F所做的功

。

（4）滑輪組承擔重物的繩子的股數n=3，由（3）可得拉力，

不計繩重和滑輪的摩擦，由可得，

動滑輪重力： ，

當物體質量為10kg時，物體在水平面上受到的滑動摩擦力為：

f′=0.1G′=0.1×10kg×10N/kg=10N，

繩子自由端的拉力為： ，

拉力功率為：P=F’v拉=4N×3×0.1m/s=1.2W。

答：（1）物體質量為2 kg時，在水平面上受到的滑動摩擦力為2N。（2）滑輪組對物體做的功為2J。（3）物體質量為2 kg時，拉力F所做的功為4J。（4）拉力F的功率為1.2W。