Question

【题目】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．

Answer 1

【答案】①物体受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×2kg×10N/kg=2N，
②因为η= = = ，
故F= = = N
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× 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′= （G动+f′）= ×（2N+10N）=4N
拉力功率为：
P= = =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．
【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．