Question

【題目】利用如圖所示滑輪組勻速拉動(dòng)水平面上的物體。已知物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為重力的0.1倍，物體被勻速拉動(dòng)的距離為1 m.當(dāng)物體質(zhì)量為2 kg時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為50%，不計(jì)繩重和滑輪的摩擦.求：

（1）物體質(zhì)量為2 kg時(shí)，在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力；
（2）物體質(zhì)量為2 kg時(shí)，滑輪組對(duì)物體做的功；
（3）物體質(zhì)量為2 kg時(shí)，拉力F所做的功；
（4）物體質(zhì)量為10 kg，以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的功率.

Answer 1

【答案】
（1）解：已知物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為重力的0.1倍，所以滑動(dòng)摩擦力

f=0.1G =0.1mg=0.1×2kg×10N/kg=2N

答：物體質(zhì)量為2 kg時(shí)，在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為2N

（2）解：因?yàn)槲矬w勻速運(yùn)動(dòng)，滑輪組對(duì)物體的拉力等于摩擦力，所以物體質(zhì)量為2 kg時(shí)，滑輪組對(duì)物體做的功W=Fs=fs=2N×1m=2J.

答：滑輪組對(duì)物體做的功為2J.

（3）解：由 ，可得拉力F所做的功

.

答：物體質(zhì)量為2 kg時(shí)，拉力F所做的功為4J.

（4）解：滑輪組承擔(dān)重物的繩子的股數(shù)n=3，由（3）可得拉力 ，

不計(jì)繩重和滑輪的摩擦，由 可得，

動(dòng)滑輪重力： ，

當(dāng)物體質(zhì)量為10kg時(shí)，物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為：

f′=0.1G′=0.1×10kg×10N/kg=10N，

繩子自由端的拉力為： ，

拉力功率為：P=F’v拉=4N×3×0.1m/s=1.2W.

答：拉力F的功率為1.2W.

【解析】（1）根據(jù)G=mg先求出重力，再根據(jù)題意求出滑動(dòng)摩擦力；
（2）利用求出自由端的拉力；再根據(jù)計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力；
（3）根據(jù)W總=Fns可求；
（4）根據(jù)P=Fv計(jì)算拉力的功率．

【考點(diǎn)精析】本題主要考查了滑輪組繩子拉力的計(jì)算和重力的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握1、根據(jù)題意確定重物和動(dòng)滑輪的重力由幾段繩承擔(dān)，用n 表示．2、確定重物的上升距離，和拉力F 的繩端的移動(dòng)距離；重物的上升距離為:h則拉力F 的繩端的移動(dòng)距離就是：nh；3、看是否計(jì)動(dòng)滑輪的重力．（繩重與摩擦一般情況都不計(jì)）當(dāng)不計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)G物 ；當(dāng)計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)（G物 + G輪）；重力的計(jì)算公式：G=mg才能正確解答此題．