Question

【題目】如圖甲所示，用一只動滑輪拉著物體A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運動，物體A重為20N，受到的摩擦力是重物的0.2倍，拉力做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示，不計滑輪重力．求：

（1）物體A受到的摩擦力大小；

（2）拉力F的功率；

（3）拉力F的大小；

（4）滑輪的機械效率．

Answer 1

【答案】（1）物體A受到的摩擦力大小4N；

（2）拉力F的功率2.5W；

（3）拉力F的大小2.5N；

（4）滑輪的機械效率80%．

【解析】

試題分析：（1）由摩擦力是重物的0.2倍計算A受到的摩擦力；

（2）由圖象讀出拉物體A做勻速直線運動過程中某一時間內的功，由P=計算拉力F的功率；

（3）由v=nvA計算繩子自由端速度，由P===Fv計算拉力F的大小；

（4）由η===計算滑輪的機械效率．

解：

（1）物體A重為20N，受到的摩擦力是重物的0.2倍，

所以摩擦力：f=0.2G=0.2×20N=4N；

（2）由圖象可知，拉物體A的時間為4s時，拉力做功為10J，所以拉力F的功率：

P===2.5W；

（3）通過動滑輪繩子段數n=2，所以計算繩子自由端速度v=nvA=2×0.5m/s=1m/s，

由P===Fv可得拉力F的大小：

F===2.5N；

（4）滑輪的機械效率：

η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%．

答：（1）物體A受到的摩擦力大小4N；

（2）拉力F的功率2.5W；

（3）拉力F的大小2.5N；

（4）滑輪的機械效率80%．