题目内容
6．
如图所示，利用滑轮组装置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0.1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）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率．
分析 （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=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{fs}{F•ns}$=$\frac{f}{nF}$求出自由端的拉力；再根据F=$\frac{1}{n}$（G动+f）计算出动滑轮的重力；
（3）根据P=Fv计算拉力的功率．
解答 解：（1）物体受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×2kg×10N/kg=2N，
（2）因为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{fs}{F•ns}$=$\frac{f}{nF}$，
故F=$\frac{f}{3×η}$=$\frac{2N}{3×50%}$=$\frac{4}{3}$N
由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，由F=$\frac{1}{3}$（G动+f）得动滑轮重力：
G动=3F-f=3×$\frac{4}{3}$N-2N=2N，
（3）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′=0.1G′=0.1×10kg×10N/kg=10N
自由端的拉力为：F′=$\frac{1}{3}$（G动+f′）=$\frac{1}{3}$×（2N+10N）=4N
拉力功率为：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=4N×3×0.1m/s=1.2W．
答：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力2N；
（2）动滑轮的重力2N；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率1.2W．
点评 本题是有关滑轮组机械效率的综合计算，要掌握滑轮组的省力特点、有用功和总功、机械效率的概念，能够正确判断出有用功是解决本题的关键．
练习册系列答案
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16．
如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面A点自由滚下，分别经过图中a，b，c各位置，关于小球的动能和重力势能描述错误的是（ ）
如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面A点自由滚下，分别经过图中a，b，c各位置，关于小球的动能和重力势能描述错误的是（ ）| A． | 从a到b动能转化为重力势能 | B． | 在b，c处重力势能相等 | ||
| C． | 从a到c重力势能转化为动能 | D． | 在a处动能最大 |