Question

11．如图甲所示，A物体重90N，在水平力F的作用下，以10cm/s的速度在水平面上沿直线匀速向右运动，此时F=10N，则：

（1）A物体受到的摩擦力是5N；（不计动滑轮重、绳重和绳与滑轮间摩擦）
（2）拉力F在10s内所做的功是多少？功率是多少？（不计动滑轮重、绳重和绳与滑轮间摩擦）
（3）若将该装置竖放如图乙所示，使A匀速上升，若G_动=20N，不计绳重及摩擦，则该装置的机械效率为多少？

Answer 1

分析 （1）拉力F为物体A所受摩擦力与弹簧测力计示数之和，弹簧测力计的示数等于A所受的摩擦力；
（2）根据公式s=vt求出拉力F通过的距离，根据公式W=Fs和P=$\frac{W}{t}$求出功和功率的大小；
（3）在不计摩擦、绳重的情况下，拉力F=2G_物+G_轮；根据机械效率的公式求出机械效率．

解答 解：（1）A受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数，拉力等于摩擦力的2倍，故摩擦力为10N×$\frac{1}{2}$=5N；
（2）故拉力F移动的距离：s=vt=0.1m/s×10s=1m；拉力F做的功为W=Fs=5N×1m=5J；
拉力的功率为：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{5J}{10s}$=0.5W；
（3）不计绳重和摩擦，则由图可知：F=2G_物+G_轮=2×90N+20N=200N；
滑轮组的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{G}_{A}h}{Fs}$×100%=$\frac{{2G}_{A}}{F}$×100%=$\frac{2×90N}{200N}$×100%=90%．
故答案为：（1）5；（2）5J；0.5W；（3）90%．

点评 本题考查摩擦力、拉力、功率的计算，关键是判断动滑轮上绳子的段数，理解动滑轮的工作原理．