Question

8．如图1所示，物体A重为16N置于水平桌面上，在拉力F的作用下，5s内匀速直线运动了0.5m．图2是拉力F做的功随时间变化的图象．物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.2倍．求：
（1）物体A的速度．
（2）5s内拉力F对物体A做的有用功．
（3）滑轮组的机械效率η．

Answer 1

分析 （1）由速度公式计算物体A的速度．
（2）克服物体A受到水平桌面摩擦力所做功是有用功，由此计算拉力F对物体A做的有用功．
（3）由图象可知，拉力做的总功，由机械效率公式计算滑轮组的机械效率η．

解答 解：
（1）由题知，物体A5s内匀速直线运动了0.5m，
所以物体A的速度v_A=$\frac{{s}_{A}}{{t}_{A}}$=$\frac{0.5m}{5s}$=0.1m/s；
（2）物体A在水平桌面匀速直线运动，所以A受到水平方向的力相互平衡，
根据二力平衡可知，A受到水平绳子的拉力：F_A=f=0.2G=0.2×16N=3.2N，
所以拉力做的有用功：W_有用=F_As_A=3.2N×0.5m=1.6J；
（3）根据图2可知：在5s内拉力F做的功为2.5J，即W_总=2.5J，
所以滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.6J}{25J}$×100%=64%．
答：（1）物体A的速度为0.1m/s．
（2）5s内拉力F对物体A做的有用功为1.6J．
（3）滑轮组的机械效率为64%．

点评 本题考查了速度、有用功和机械效率的计算以及二力平衡的应用，关键是知道克服物体与水平桌面摩擦力所做功是有用功，还要能从图象中获取有用信息．