Question

3． 如图所示，用此装置拉一重为100N的重物，使其在地面上做匀速直线运动，若不计算滑轮重和摩擦，所需拉力为8N，则物体与地面间的摩擦力为16N．若实际情况中此装置的机械效率为80%，且此时重物所受摩擦力不变，欲使物体以0.6m/s的速度沿水平地面匀速前进，那么实际拉力为10N，拉力在 5s内做的功为60J．

Answer 1

分析 动滑轮绳子的有效股数，根据F=$\frac{1}{n}$f求出摩擦力的大小，又知道此装置的机械效率，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F2{s}_{物}}$×100%=$\frac{f}{2F}$×100%求出拉力大小，由s=vt求出5s内拉力端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的功．

解答 解：动滑轮绳子的有效股数n=2，
由F=$\frac{1}{n}$f可得，摩擦力的大小：
f=2F=2×8N=16N，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F2{s}_{物}}$=$\frac{f}{2F}$可得，实际拉力：
F=$\frac{f}{2η}$=$\frac{16N}{2×80%}$=10N，
由v=$\frac{s}{t}$可得，物体移动的距离：
s_物=v_物t=0.6m/s×5s=3m，
拉力端移动的距离：
s=2s_物=2×3m=6m，
拉力做功：
W=Fs=10N×6m=60J．
故答案为：16；10；60．

点评 本题考查了学生对速度公式、功的公式、效率公式的掌握和运用，知道克服物体与地面之间的摩擦力做的功为有用功是本题的关键．