Question

9．如图所示，用滑轮组拉着一木块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N．若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则木块所受地面的摩擦力为4N，该滑轮组的机械效率为80%，在2s内拉力F做的功为5J．

Answer 1

分析 因为物体匀速向右运动，所以木块所受地面的摩擦力等于弹簧测力计的示数；
由图示可知，作用在动滑轮上绳子的段数为2；已知物体的运动速度和运动时间，由s=vt可以求出物体通过的路程，然后由滑轮组公式可以求出绳子自由端移动的距离，利用F=$\frac{1}{2}$（f+G_动）求出绳子自由端的拉力，利用W=Fs求出总功；而有用功W_有用=fs，最后由机械效率公式求出机械效率．

解答 解：
因为物体匀速向右运动，
所以木块所受地面的摩擦力f=F_示=4N；
由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n=2，
由v=$\frac{s}{t}$得物体移动的距离：s=vt=0.5m/s×2s=1m，
绳子自由端移动的距离：s′=ns=2×1m=2m，
绳子自由端的拉力：F=$\frac{1}{2}$（f+G_动）=$\frac{1}{2}$（4N+1N）=2.5N，
拉力F做的功：W_总=Fs′=2.5N×2m=5J；
有用功：W_有用=fs=4N×1m=4J，
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{4J}{5J}$×100%=80%．
故答案为：4N；80%；5．

点评 本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算以及二力平衡条件的应用，注意本题有用功为克服摩擦力做的功．