Question

5．如图所示，一物体受到的重力为100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动，已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，则两秒内绳子自由端移动的距离是1.2m，拉力的功率是3W，物体受到水平面的摩擦力是12N．

Answer 1

分析 （1）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=3，根据s=vt求得2s内绳子自由端移动的距离；
（2）由功率公式P=Fv求出拉力的功率；
（3）根据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{fs}{Fns}$=$\frac{f}{nF}$求出摩擦力．

解答 解：（1）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=3，
则2s内绳子自由端移动的距离：s_绳=v_绳t=3×0.2m/s×2s=1.2m；
（2）绳子自由端移动的速度：v_绳=nv_物=3×0.2m/s=0.6m/s，
拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳=5N×0.6m/s=3W；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{fs}{Fns}$=$\frac{f}{nF}$得，摩擦力：f=nηF=3×80%×5N=12N．
故答案为：1.2；3；12．

点评 此题主要考查的是学生对机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键．