Question

11．如圖甲所示，A物體重90N，在水平力F的作用下，以10cm/s的速度在水平面上沿直線勻速向右運動，此時F=10N，則：

（1）A物體受到的摩擦力是5N；（不計動滑輪重、繩重和繩與滑輪間摩擦）
（2）拉力F在10s內所做的功是多少？功率是多少？（不計動滑輪重、繩重和繩與滑輪間摩擦）
（3）若將該裝置豎放如圖乙所示，使A勻速上升，若G_動=20N，不計繩重及摩擦，則該裝置的機械效率為多少？

Answer 1

分析 （1）拉力F為物體A所受摩擦力與彈簧測力計示數之和，彈簧測力計的示數等于A所受的摩擦力；
（2）根據公式s=vt求出拉力F通過的距離，根據公式W=Fs和P=$\frac{W}{t}$求出功和功率的大小；
（3）在不計摩擦、繩重的情況下，拉力F=2G_物+G_輪；根據機械效率的公式求出機械效率．

解答 解：（1）A受到的摩擦力等于彈簧測力計的示數，拉力等于摩擦力的2倍，故摩擦力為10N×$\frac{1}{2}$=5N；
（2）故拉力F移動的距離：s=vt=0.1m/s×10s=1m；拉力F做的功為W=Fs=5N×1m=5J；
拉力的功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{5J}{10s}$=0.5W；
（3）不計繩重和摩擦，則由圖可知：F=2G_物+G_輪=2×90N+20N=200N；
滑輪組的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{G}_{A}h}{Fs}$×100%=$\frac{{2G}_{A}}{F}$×100%=$\frac{2×90N}{200N}$×100%=90%．
故答案為：（1）5；（2）5J；0.5W；（3）90%．

點評 本題考查摩擦力、拉力、功率的計算，關鍵是判斷動滑輪上繩子的段數，理解動滑輪的工作原理．