Question

如图所示，物体A以0.3m/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数如图所示．
①水平拉力F至少多少N？拉力的功率是多少W？
②若机械效率为80%，物体A受到的摩擦力是多少N？
③5S内滑轮做的有用功是多少J？

Answer 1

分析：①滑轮两边绳子上的拉力是相等的，即拉力等于弹簧测力计的示数；根据动滑轮特点，求出绳子自由端的速度，然后根据P=Fv求出拉力的功率．
②根据机械效率可以求出拉力F与摩擦力f之间的关系，就可以求出摩擦力．
③先求出物体A在5s内移动的距离，克服摩擦力做的功就是有用功．

解答：解：①根据滑轮特点可知，水平拉力F等于弹簧力计的示数，故F=4N，
因为v_A=0.3m/s，根据动滑轮特点，绳子自由端移动的速度v=0.6m/s，所以拉力的功率为：P=Fv=4N×0.6m/s=2.4W．
②因为机械效率η=

W有用

W总

=

fsA

Fs

=

fsA

F?2sA

=

f

2F

，所以物体A受到的摩擦力是：f=2F×η=2×4N×80%=6.4N．
③5秒内物体A通过的距离为s_A=v_At=0.3m/s×5s=1.5m，
所以有用功为：W_有用=fs_A=6.4N×1.5m=9.6J．
答：①水平拉力至少为4N，拉力的功率为2.4W；
②物体A受到的摩擦力是6.4N；
③5s内滑轮做的有用功是9.6J．

点评：该题考查了动滑轮机械效率的有关计算，以及功率计算、弹簧测力计的读数等知识点，综合性较强．