Question

7．如图，物体重力为30N，在F作用下以0.1m/s速度匀速运动，弹簧测力计示数为5N．
（1）若不计滑轮的摩擦，求6秒内拉力所做的功；
（2）若此滑轮的机械效率为50%，则6s内拉力所做的功为多少？

Answer 1

分析 （1）图中使用的是动滑轮，拉力作用在轴上，拉力等于弹簧测力计示数的2倍，拉力端移动距离等于物体移动距离$\frac{1}{2}$，利用W=Fs求6秒内拉力所做的功；
（2）物体匀速运动，受到的合力为零，物体所受拉力（弹簧测力计的示数）和摩擦力相等；利用W_有用=fs求有用功，利用效率公式求总功．

解答 解：
（1）图中使用的是动滑轮，由于拉力作用在动滑轮的轴上，则该滑轮费力省距离，
所以拉力：F=2F_示=2×5N=10N，
物体移动距离：s_物=v_物t=0.1m/s×6s=0.6m，
拉力端移动的距离：s=$\frac{1}{2}$s_物=$\frac{1}{2}$×0.6m=0.3m，
6秒内拉力所做的功：W=Fs=10N×0.3m=3J；
（2）因为物体匀速运动，所以物体受到的合力为零，物体所受摩擦力：f=F_示=5N，
有用功：W_有用=fs_物=5N×0.6m=3J，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$得拉力做的功：
W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{3J}{50%}$=6J．
答：（1）若不计滑轮的摩擦，6秒内拉力所做的功为3J；
（2）若此滑轮的机械效率为50%，则6s内拉力所做的功为6J．

点评 本题考查了使用动滑轮时功的计算，注意水平使用动滑轮目的是克服物体与地面间的摩擦力，重力为干扰项．