Question

2．如图所示，物体A重800牛，当它沿水平路面匀速运动时，所受阻力是物重的0.2倍．现用100牛的水平拉力使物体以1米/秒的速度匀速前进10秒，求：
（1）滑轮组所做的有用功；
（2）拉力所做的功；
（3）拉力的功率；
（4）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）已知摩擦力与物重的关系，据此先求出摩擦力的大小，再结合s=vt求出移动的距离s．因为在水平方向上克服摩擦力做功即为有用功W_有用=fs；
（2）利用W=Fs和s=ns_物，求出拉力所做的功；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$=求出F的功率；
（4）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出机械效率．

解答 解：（1）摩擦力：f=0.2G=0.2×800N=160N，
由于物体移动的距离为s_物=v_物t=1m/s×10s=10m，
故水平方向上克服摩擦力做的有用功为：
W_有用=fs_物=160N×10m=1600J；
（2）因为s=3s_物=3×10m=30m，所以拉力做功为：
W=Fs=100N×30m=3000J；
（3）拉力F的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3000J}{10s}$=300W；
（4）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1600J}{3000J}$×100%≈53.3%．
答：（1）滑轮组所做的有用功1600J；
（2）拉力所做的功3000J；
（3）拉力的功率300W；
（4）滑轮组的机械效率53.3%．

点评 此题主要考查了有用功、总功、功率以及机械效率的计算，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．