Question

14．用如图所示的动滑轮拉重为400N的物体在水平面上以0.1m/s的速度向右作匀速直线运动，绳子自由端的拉力为75N，动滑轮的机械效率为80%，求：
（1）在5s内绳子自由端的拉力所做的功．
（2）物体与水平面间的摩擦力为多大．

Answer 1

分析 （1）求出绳子自由端移动的距离，根据W=Fs求出拉力所做的功；
（2）根据机械效率求出有用功，从而可根据W有用=fL求出摩擦力的大小．

解答 解：（1）因为是动滑轮，所以s=2L，时间相同，v=2v_物=2×0.1m/s=0.2m/s；
由v=$\frac{s}{t}$得，绳端移动的距离：
s=vt=0.2m/s×5s=1m；
则拉力做的功：
W_总=Fs=75N×1m=75J；
（2）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$可得：
W_有用=ηW_总=80%×75J=60J；
物体前进的距离：
L=v_物t=0.1m/s×5s=0.5m
由W_有用=fL知：
f=$\frac{{W}_{有用}}{L}$=$\frac{60J}{0.5m}$=120N．
答：（1）在5s内绳子自由端的拉力所做的功为75J．
（2）物体与水平面间的摩擦力为120N．

点评 本题是有关机械效率的计算问题，知道有用功是克服摩擦力所做的功是解决问题的关键．