Question

6．如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體，在3s內(nèi)拉著物體前進(jìn)0.6m，拉力F的大小為30N，若物體和地面之間的摩擦力大小為45N，則A處的拉力大小是45N，拉力的功率是12W，滑輪組的機械效率為75%．

Answer 1

分析 （1）物體在水平地面上做勻速運動，則此時A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對平衡力，知道物體和地面之間摩擦力的大小，從而可以計算出A處的拉力大小；
（2）已知拉力F大小、利用s=nh、v=$\frac{s}{t}$求出繩子自由端移動速度，根據(jù)P=Fv計算功率；
（3）本題中使用滑輪組水平拉動物體，拉力F所做的功為總功，克服物體摩擦力所做的功為有用功，從圖可知，由2段繩子與動滑輪相連，則s=2s_物，可利用公式η=$\frac{f}{nF}$計算出滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）物體在水平地面上做勻速運動，則此時A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對平衡力，
所以物體和地面之間摩擦力為f=45N，A處的拉力大小為：F_A=f=45N．
（2）繩子自由端移動距離：
s_繩=2s_物=2×0.6m=1.2m，
繩子自由端移動速度：
v_繩=$\frac{{s}_{繩}}{t}$=$\frac{1.2m}{3s}$=0.4m/s，
拉力功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=30N×0.4m/s=12W；
（3）從圖可知，由2段繩子與動滑輪相連，則拉力端移動距離s=2s_物，
而F=30N，f=45N，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{繩}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fn{s}_{物}}$=$\frac{f}{nF}$×100%=$\frac{45N}{2×30N}$×100%=75%．
故答案為：45；12W；75%．

點評 對于滑輪組的拉力的計算，首先要看清滑輪組的克服物體的重力做功，還是克服摩擦力做功．①當(dāng)克服重力做功時，繩子自由端的拉力F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動） ②當(dāng)克服摩擦力做功時，繩子自由端的拉力F=$\frac{1}{n}$f．