Question

10．如图所示，物重G=800N，在水平拉力F的作用下，物重以1m/s的速度匀速前进，此时弹簧测力计a的示数为50N，弹簧测力计b的示数为120N．（不计弹簧测力计重）问：
（1）重物G受到地面的摩擦力是多大？
（2）绳自由端拉力的功率是多大？
（3）滑轮组的机械效率是多大？

Answer 1

分析 （1）根据平衡力的知识判断G所受的摩擦力；
（2）根据承担拉力的绳子段数得出绳端移动速度，有P_总=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv来计算绳端拉力的功率；
（3）有用功是克服摩擦力做的功，总功是拉力F做的功，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）b的示数为120N，则G受到的拉力为120N，因为G做匀速直线运动，所以水平方向的拉力与摩擦力平衡，则f=F_b=120N；
（2）由图知，滑轮组由3段绳子拉着物体，则绳的速度v_绳=3v_物=3×1m/s=3m/s；
由题意知，F=F_a=50N；
则绳端拉力的功率：P_总=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳=50N×3m/s=150W；
（3）由题意知，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{f•h}{F•3h}$×100%=$\frac{f}{3F}$×100%=$\frac{120N}{3×50N}$×100%=80%．
答：（1）重物G受到地面的摩擦力是120N；
（2）绳自由端拉力的功率是150W；
（3）滑轮组的机械效率是80%．

点评 本题是有关滑轮组的综合计算题目，考查了功、功率、机械效率的计算及二力平衡条件的应用，能够根据图象分出摩擦力及拉力的大小及有用功和总功是解决问题的关键．