Question

4．如圖所示，用一滑輪組將重為G的物體A沿水平方向勻速拉動S，物體A與地面間的摩擦力是f，水平拉力為F，
①求總功W_總=3Fs，有用功W_有用=fs，滑輪組的機械效率η=$\frac{f}{3F}$．（用題目中物理量的符號表示）
②在物體A上在加放一個同樣物體B，此時拉力F將變大（填“變大”“不變”或“變小”）
③加一個物體B后此滑輪組的機械效率將變大（填“變大”“不變”或“變小”），你的判斷依據(jù)是：有用功也變大，額外功不變，總功變小，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可知機械效率變大．

Answer 1

分析 （1）知道摩擦力的大小和物體移動的距離，利用W_有用=fs求有用功；W_總=F3s求總功，機械效率，η=$\frac{{W}_{有用}}{W總}$=$\frac{fs}{F3s}$=$\frac{f}{3F}$；
（2）摩擦力的大小與壓力有關(guān)，在粗糙程度一定時，壓力越大摩擦力越大；
（3）有用功增大，額外功不變，機械效率增大．

解答 解：（1）已知滑輪組將重為G的物體A沿水平方向勻速拉動S，物體A與地面間的摩擦力是f，水平拉力為F，
由圖可知，n=3，
滑輪組的總功，是水平拉力做的功，W_總=Fns=F3s=3Fs；
摩擦力做的功是有用功，W_有用=fs；
滑輪組的機械效率，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{fs}{F3s}$=$\frac{f}{3F}$；
（2）在粗糙程度一定時，壓力越大摩擦力越大，在物體A上在加放一個同樣物體B，此時拉力F將變大；
（3）加一個物體B后此滑輪組的摩擦力變大，則有用功也變大，額外功不變，總功變小，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可知機械效率變大．
故答案為：（1）W_總=3Fs；W_有用=fs；η=$\frac{f}{3F}$；（2）變大；（3）變大；有用功也變大，額外功不變，總功變小，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可知機械效率變大．

點評 本題綜合考查了功的計算、功率的計算、機械效率的計算，本題關(guān)鍵：知道克服摩擦力做的功為有用功．