Question

如图甲所示，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m．拉力做的功随时间变化的图象如图乙所示．物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重G的0.25倍．
求：（1）拉力F的功率．
（2）拉力F的大小．
（3）此滑轮组的机械效率．

Answer 1

解：（1）由图乙所示图象可知，在t=5s内拉力做的功W=2.5J，
则拉力的功率P===0.5W；
（2）物体的速度v_A===0.1m/s，
由图示可知，滑轮组承重绳子的股数n=2，
绳子自由端（拉力移动的）速度v=nv_A=2×0.1m/s=0.2m/s，
∵P=Fv，∴拉力F===2.5N；
（3）物体受到的摩擦力f=0.25G=0.25×16N=4N，
物体匀速运动，5s内做的有用功W_有=fs=4N×0.5m=2J，
滑轮组的效率η===80%；
答：（1）拉力F的功率为0.5W．
（2）拉力F的大小为2.5N．
（3）此滑轮组的机械效率为80%．
分析：（1）由图象求出5s内拉力的功，然后由功率公式求出拉力的功率．
（2）由速度公式求出物体的速度，由滑轮组公式求出拉力移动的速度，
功率P===Fv，由P=Fv的变形公式求出拉力的大小．
（3）求出5s内的有用功，然后由效率公式求出滑轮组的效率．
点评：本题考查了求功率、拉力大小、滑轮组效率等问题，由一定难度；由图象求出功与所对应的时间，应用功率公式可以求出功率；求拉力大小时要注意公式P=Fv的应用．