Question

6．如圖甲所示，重為100N的物體在大小為15N，方向水平向左的拉力F_l作用下，在水平地面上以4m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑輪質(zhì)量、繩子質(zhì)量和軸摩擦均不計(jì)
（1）拉力F₁的功率為120W．
（2）現(xiàn)改用如圖乙所示的裝置（滑輪質(zhì)量、繩子質(zhì)量和軸摩擦均不計(jì)）用F₂拉動(dòng)該物體在同一水平面上以8m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么，F(xiàn)₂的大小為10N．

Answer 1

分析 （1）圖甲為動(dòng)滑輪，繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)v_繩=nv_物求出繩端移動(dòng)的速度，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力F₁的功率；
（2）圖甲中，滑輪質(zhì)量、繩子質(zhì)量和軸摩擦均不計(jì)，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$f求出物體受到的摩擦力；圖乙中滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$f求出F₂的大小．

解答 解：（1）圖甲為動(dòng)滑輪，繩子的有效股數(shù)為2，
則繩端移動(dòng)的速度：v_繩=nv_物=2×4m/s=8m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，拉力F₁的功率：
P₁=F₁v_物=15N×8m/s=120W；
（2）圖甲中，滑輪質(zhì)量、繩子質(zhì)量和軸摩擦均不計(jì)，
由F=$\frac{1}{n}$f可得，物體受到的摩擦力：
f=nF₁=2×15N=30N，
圖乙中，滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，
由于該物體對(duì)水平面的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，故摩擦力f不變，仍然為30N．
滑輪質(zhì)量、繩子質(zhì)量和軸摩擦均不計(jì)，則F₂的大�。�
F₂=$\frac{1}{n′}$f=$\frac{1}{3}$×30N=10N．
故答案為：（1）120；（2）10．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功率和滑輪組繩子拉力的計(jì)算，關(guān)鍵是滑輪組繩子有效股數(shù)的確定，要注意滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)．