Question

18．如圖所示，小明用4N的拉力，5s內(nèi)將重為20N的物體A在水平桌面上勻速移動了0.5m．已知物體A在桌面上運動時受到的摩擦阻力f是物重G的0.3倍．
求：（1）拉力F的功率．
（2）滑輪組的機(jī)械效率．
（3）不計摩擦及繩重，動滑輪重多少牛？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)s=2s′求出拉力移動距離，根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功，根據(jù)P=$\frac{{W}_{總}}{t}$求出功率；
（2）根據(jù)題意求出物體A在桌面上運動時受到的摩擦阻力，克服摩擦力做的功為有用功，根據(jù)W=fs′求出有用功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出機(jī)械效率；
（3）根據(jù)W_總=W_有用+W_額求出克服動滑輪重做的額外功，根據(jù)W=G_動s′求出動滑輪重．

解答 解：（1）由圖可知，繩子自由端移動的距離s=2s′=2×0.5m=1m，
拉力做的總功W_總=Fs=4N×1m=4J，
功率P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{4J}{5s}$=0.8W；
（2）由題意可知，物體A受到的摩擦力：f=0.3G=0.3×20N=6N，
克服摩擦力做的有用功W_有用=fs′=6N×0.5m=3J，
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3J}{4J}$×100%=75%；
（3）∵W_總=W_有﹢W_額，
∴克服動滑輪重做的額外功W_額=W_總-W_有用-W_額1=4J-3J=1J，
∵W=G_動s′
∴動滑輪重G_動=$\frac{{W}_{額}}{s′}$=$\frac{1J}{0.5m}$=2N．
答：（1）拉力F的功率為0.8W；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為75%；
（3）動滑輪重為2N．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對總功、功率、有用功、機(jī)械效率、額外功和摩擦力計算公式的理解和掌握，綜合性很強(qiáng)，難度較大．