Question

7．如圖，物體重力為30N，在F作用下以0.1m/s速度勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N．
（1）若不計(jì)滑輪的摩擦，求6秒內(nèi)拉力所做的功；
（2）若此滑輪的機(jī)械效率為50%，則6s內(nèi)拉力所做的功為多少？

Answer 1

分析 （1）圖中使用的是動(dòng)滑輪，拉力作用在軸上，拉力等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的2倍，拉力端移動(dòng)距離等于物體移動(dòng)距離$\frac{1}{2}$，利用W=Fs求6秒內(nèi)拉力所做的功；
（2）物體勻速運(yùn)動(dòng)，受到的合力為零，物體所受拉力（彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）和摩擦力相等；利用W_有用=fs求有用功，利用效率公式求總功．

解答 解：
（1）圖中使用的是動(dòng)滑輪，由于拉力作用在動(dòng)滑輪的軸上，則該滑輪費(fèi)力省距離，
所以拉力：F=2F_示=2×5N=10N，
物體移動(dòng)距離：s_物=v_物t=0.1m/s×6s=0.6m，
拉力端移動(dòng)的距離：s=$\frac{1}{2}$s_物=$\frac{1}{2}$×0.6m=0.3m，
6秒內(nèi)拉力所做的功：W=Fs=10N×0.3m=3J；
（2）因?yàn)槲矬w勻速運(yùn)動(dòng)，所以物體受到的合力為零，物體所受摩擦力：f=F_示=5N，
有用功：W_有用=fs_物=5N×0.6m=3J，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$得拉力做的功：
W_總=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{3J}{50%}$=6J．
答：（1）若不計(jì)滑輪的摩擦，6秒內(nèi)拉力所做的功為3J；
（2）若此滑輪的機(jī)械效率為50%，則6s內(nèi)拉力所做的功為6J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用動(dòng)滑輪時(shí)功的計(jì)算，注意水平使用動(dòng)滑輪目的是克服物體與地面間的摩擦力，重力為干擾項(xiàng)．