Question

5．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上的重为300N的物体，拉力F的大小为30N，若物体与地面之间的摩擦力为45N，则重物相对动滑轮是静止（选填“静止”或“运动”），A处的拉力大小为45N，滑轮组的机械效率为75%．

Answer 1

分析 （1）滑轮随物体一起运动，这种滑轮叫动滑轮；
（2）物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，知道物体和地面之间摩擦力的大小，从而可以计算出A处的拉力大小．
（3）本题中使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s=2s_物，可利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F×2×{s}_{物}}$=$\frac{f}{2F}$计算出滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）动滑轮和物体一起运动，二者之间没有发生位置的改变，重物相对动滑轮是静止的；
（2）物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，
所以物体和地面之间摩擦力为f=45N，
A处的拉力大小为F_A=f=45N．
（3）从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则拉力端移动距离s=2s_物，
而F=30N，f=45N，
滑轮组的机械效率为：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F×2×{s}_{物}}$×100%=$\frac{f}{2F}$×100%=$\frac{45N}{2×30N}$×100%=75%．
故答案为：静止；45；75%．

点评 对于滑轮组的拉力的计算，首先要看清滑轮组的克服物体的重力做功，还是克服摩擦力做功．①当克服重力做功时，绳子自由端的拉力F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动） ②当克服摩擦力做功时，绳子自由端的拉力F=$\frac{1}{n}$f．