Question

（2009?啟東市模擬）如圖所示物重100N，不計滑輪重、繩重，不計機械自身摩擦，用F=10N的拉力，使物體A以0.1m/s的速度作勻速直線運動，則：
（1）物體A受摩擦力的大小？
（2）拉力F在10s內所做的功為多少？
（3）拉力F的功率為多少？
（4）若考慮機械自身的摩擦時，所用拉力F=12N，此時滑輪組的機械效率是多大？

Answer 1

分析：（1）由圖知：水平使用的滑輪組中，有兩段繩子和動滑輪相連，則n=3；在滑輪組中，每段繩子承擔的張力是相同的，因此拉力F大大小即為彈簧測力計的示數．
（2）根據s=vt求出10s內物體A移動的距離，利用S=nL算出在繩子自由端移動的距離，再利用功的計算公式W=FS求得拉力F所做的功．
（3）根據P=

W

t

求出拉力F的功率；
（4）根據η=

W有

W總

=

fL

Fs

=

fL

FnL

=

f

Fn

求出此時滑輪組的機械效率．

解答：解：（1）物體A受摩擦力：
f=nF=2×10N=20N；
（2）10s內物體A移動的距離：
L=vt=0.1m/s×10s=1m，
拉力F在10s內所做的功：
W=FS=FnL=10N×2×1m=20J；
（3）拉力F的功率：
P=

W

t

=

20J

10s

=2W；
（4）此時滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

=

fL

Fs

=

fL

FnL

=

f

Fn

=

20N

12N×2

≈83.3%．
答：（1）物體A受摩擦力為20N；
（2）拉力F在10s內所做的功為20J；
（3）拉力F的功率為2W；
（4）此時滑輪組的機械效率是83.3%．

點評：本題考查了二力平衡條件的應用、功的公式、功率的公式、效率公式的靈活運用．解決此題的關鍵是搞清有用功是克服物體與地面之間的摩擦力做的功．