Question

10．如圖所示，物重G=800N，在水平拉力F的作用下，物重以1m/s的速度勻速前進(jìn)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)為50N，彈簧測(cè)力計(jì)b的示數(shù)為120N．（不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)重）問(wèn)：
（1）重物G受到地面的摩擦力是多大？
（2）繩自由端拉力的功率是多大？
（3）滑輪組的機(jī)械效率是多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平衡力的知識(shí)判斷G所受的摩擦力；
（2）根據(jù)承擔(dān)拉力的繩子段數(shù)得出繩端移動(dòng)速度，有P_總=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv來(lái)計(jì)算繩端拉力的功率；
（3）有用功是克服摩擦力做的功，總功是拉力F做的功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）b的示數(shù)為120N，則G受到的拉力為120N，因?yàn)镚做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以水平方向的拉力與摩擦力平衡，則f=F_b=120N；
（2）由圖知，滑輪組由3段繩子拉著物體，則繩的速度v_繩=3v_物=3×1m/s=3m/s；
由題意知，F(xiàn)=F_a=50N；
則繩端拉力的功率：P_總=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_繩=50N×3m/s=150W；
（3）由題意知，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×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）繩自由端拉力的功率是150W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率是80%．

點(diǎn)評(píng) 本題是有關(guān)滑輪組的綜合計(jì)算題目，考查了功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算及二力平衡條件的應(yīng)用，能夠根據(jù)圖象分出摩擦力及拉力的大小及有用功和總功是解決問(wèn)題的關(guān)鍵．