Question

【题目】如图所示，利用滑轮组匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.3倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力．求：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）当换成质量为10kg的物体，并以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：物体受到的摩擦力：

f=0.3G=0.3mg=0.3×2kg×10N/kg=6N，

答：物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力6N；

（2）解：因为η= = = ，

故F= = =4N

由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，由F= （G动+f）得动滑轮重力：

G动=3F﹣f=3×4N﹣6N=6N，

答：动滑轮的重力6N；

（3）解：当物体质量为10kg时，物体在水平面上受到的滑动摩擦力为：

f′=0.3G′=0.3m′g=0.3×10kg×10N/kg=30N

自由端的拉力为：F′= （G动+f′）= ×（6N+30N）=12N

拉力功率为：

P= = =F′v=12N×3×0.1m/s=3.6W．

答：物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率3.6W

【解析】（1）根据G=mg先求出重力，再根据题意求出滑动摩擦力；（2）利用η= = = 求出自由端的拉力；再根据F= （G动+f）计算出动滑轮的重力；（3）根据P=Fv计算拉力的功率．
【考点精析】认真审题，首先需要了解滑轮（组）的机械效率(关于滑轮组机械效率的计算：W有用 = G·h；W总 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W总 （2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF))，还要掌握功率的计算与测量(功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s)的相关知识才是答题的关键．