Question

14．如图所示，在10N的水平拉力F作用下，重80N的物体沿水平地面做匀速直线运动，滑轮组的机械效率为60%，则物体与地面间滑动摩擦力18N，若物体的速度为2m/s，则5秒内拉力做的功300J．如果想用更小的力拉动物体，请你提出一条可行性建议在物体下装上轮子．

Answer 1

分析 （1）沿水平方向使用滑轮组拉动物体时，克服摩擦做的功是有用功，拉力做的功是总功；由图可知滑轮组的有效股数为3，根据s=nh和机械效率公式求出摩擦力的大小．
（2）已知物体的速度和运动的时间，根据s=vt求出物体移动的距离，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的功；
（3）可以从省力的角度或减小绳子与滑轮之间的摩擦的角度去分析．

解答 解：（1）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fL}{Fs}$×100%=$\frac{fL}{F3L}$×100%=$\frac{f}{3F}$×100%=$\frac{f}{3×10N}$×100%=60%，
解得：f=180N；
（2）物体移动的距离：
L=vt=2m/s×5s=10m，
绳端移动的距离：
s=nL=3×10m=30m，
拉力做的功：
W=Fs=10N×30m=300J；
（3）如果想用更小的力拉动重物，可以改变滑轮组，增加动滑轮的个数；可以减小绳子与滑轮之间的摩擦，如加润滑油、在物体下装上轮子等．
故答案为：18；300；在物体下装上轮子．

点评 本题主要考查了与滑轮组机械效率有关的计算，同时考查了对速度公式的掌握；解决此题的关键是搞清有用功是克服物体与地面间的摩擦力做的功．