Question

10．如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为物重的0.15倍，则滑轮组的机械效率为75%；若物体的速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功为480J．

Answer 1

分析 （1）用滑轮组水平拉动物体时，克服物体的摩擦力做的功是有用功，拉力做的功是总功；利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%即可算出滑轮组的机械效率；
（2）根据速度公式求出物体移动的距离，根据s=nL求出绳子移动的距离，利用W=Fs求出拉力做的功．

解答 解：
（1）由图可知，n=2，
物体与地面间的滑动摩擦力f=0.15G=0.15×200N=30N，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fL}{Fs}$×100%=$\frac{fL}{F2L}$×100%=$\frac{f}{2F}$×100%=$\frac{30N}{2×20N}$×100%=75%；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，物体移动的距离：
L=vt=0.2m/s×60s=12m，
绳子自由端移动的距离：
s=nL=2×12m=24m，
拉力做的功：
W=Fs=20N×24m=480J．
故答案为：75%；480J．

点评 本题考查了机械效率的计算和拉力做功的计算，注意水平方向运动的物体，有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，并能够对功的相关知识熟练应用．