Question

7．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200N的物体，拉力F的大小为20N．若物体和地面之间的摩擦力大小为30N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为（　　）

• A． 200N，50%
• B． 30N，50%
• C． 200N，66.7%
• D． 30N，75%

Answer 1

分析 （1）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．
（2）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）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和地面之间的摩擦力是一对平衡力，
已知物体和地面之间摩擦力为f=30N，
所以A处的拉力大小为F_A=f=30N．
（2）从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则绳子自由端移动的距离s=2s_物，
而F=20N，f=30N，
该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%=$\frac{30N}{2×20N}$×100%=75%．
故选D．

点评 （1）此题主要考查了滑轮组绳子拉力的计算以及滑轮组的机械效率，在计算过程中，要注意弄清哪些力是平衡力，不要被多余的条件所迷惑．
（2）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．