Question

如图所示物重100N，不计滑轮重、绳重，不计机械自身摩擦，用F=10N的拉力，使物体A以0.1m/s的速度作匀速直线运动，则：
（1）物体A受摩擦力的大小？
（2）拉力F在10s内所做的功为多少？
（3）拉力F的功率为多少？
（4）若考虑机械自身的摩擦时，所用拉力F=12N，此时滑轮组的机械效率是多大？

Answer 1

解：（1）物体A受摩擦力：
f=nF=2×10N=20N；
（2）10s内物体A移动的距离：
L=vt=0.1m/s×10s=1m，
拉力F在10s内所做的功：
W=FS=FnL=10N×2×1m=20J；
（3）拉力F的功率：
P===2W；
（4）此时滑轮组的机械效率：
η=====≈83.3%．
答：（1）物体A受摩擦力为20N；
（2）拉力F在10s内所做的功为20J；
（3）拉力F的功率为2W；
（4）此时滑轮组的机械效率是83.3%．
分析：（1）由图知：水平使用的滑轮组中，有两段绳子和动滑轮相连，则n=3；在滑轮组中，每段绳子承担的张力是相同的，因此拉力F大大小即为弹簧测力计的示数．
（2）根据s=vt求出10s内物体A移动的距离，利用S=nL算出在绳子自由端移动的距离，再利用功的计算公式W=FS求得拉力F所做的功．
（3）根据P=求出拉力F的功率；
（4）根据η====求出此时滑轮组的机械效率．
点评：本题考查了二力平衡条件的应用、功的公式、功率的公式、效率公式的灵活运用．解决此题的关键是搞清有用功是克服物体与地面之间的摩擦力做的功．