Question

11．如圖甲所示，用一只動滑輪拉著物體A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運動，物體A重為20N，受到的摩擦力是重物的0.2倍，拉力做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示，不計滑輪重力．求：
（1）物體A受到的摩擦力大��；
（2）拉力F的功率；
（3）拉力F的大小；
（4）滑輪的機械效率．

Answer 1

分析 （1）由摩擦力是重物的0.2倍計算A受到的摩擦力；
（2）由圖象讀出拉物體A做勻速直線運動過程中某一時間內(nèi)的功，由P=$\frac{W}{t}$計算拉力F的功率；
（3）由v=nv_A計算繩子自由端速度，由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計算拉力F的大�。�
（4）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{f{s}_{A}}{Fs}$=$\frac{f}{nF}$計算滑輪的機械效率．

解答 解：
（1）物體A重為20N，受到的摩擦力是重物的0.2倍，
所以摩擦力：f=0.2G=0.2×20N=4N；
（2）由圖象可知，拉物體A的時間為4s時，拉力做功為10J，所以拉力F的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{10J}{4s}$=2.5W；
（3）通過動滑輪繩子段數(shù)n=2，所以計算繩子自由端速度v=nv_A=2×0.5m/s=1m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得拉力F的大�。�
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{2.5W}{1m/s}$=2.5N；
（4）滑輪的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{f{s}_{A}}{Fs}$×100%=$\frac{f}{nF}$×100%=$\frac{4N}{2×2.5N}$×100%=80%．
答：（1）物體A受到的摩擦力大小4N；
（2）拉力F的功率2.5W；
（3）拉力F的大小2.5N；
（4）滑輪的機械效率80%．

點評 本題考查摩擦力、功率、繩子自由端拉力和機械效率的計算，要能熟練運用公式，關(guān)鍵是從圖象中獲取有用數(shù)據(jù)．