Question

11．如图用滑轮组拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做多少功？滑轮的机械效率是多少？（不计滑轮重力）

Answer 1

分析 分析滑轮组的结构可知，n=2，克服摩擦力拉动物体A做的是有用功，拉力F做的功是总功，先求出摩擦力；
利用s=vt去求出物体移动的距离，拉力F移动的距离等于物体移动距离的2倍，分别求出有用功和总功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率．

解答 解：
如图，使用滑轮组n=2，克服摩擦力拉动物体A做的是有用功，而拉力F做的功是总功，
摩擦力：f=0.2G=0.2×20N=4N，
s_A=vt=0.5m/s×2s=1m，
拉力F移动的距离：s=2s_A=2×1m=2m，
拉力做的功：W_总=Fs=2.5N×2m=5J，
克服摩擦做的有用功：W_有=fs_A=4N×1m=4J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{4J}{5J}$×100%=80%．
答：在2s内拉力做4J，滑轮的机械效率是80%．

点评 本题考查了使用滑轮组功和机械效率的计算，注意：水平使用滑轮组拉动无题时，克服摩擦力做的是有用功．