Question

【題目】如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動(dòng)水平面上的物體．已知物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為重力的0.1倍，物體被勻速拉動(dòng)的距離為1m．當(dāng)物體質(zhì)量為2kg時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為50%，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦力．求：
①物體質(zhì)量為2kg時(shí)，在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力；
②動(dòng)滑輪的重力；
③物體質(zhì)量為10kg，以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的功率．

Answer 1

【答案】①物體受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×2kg×10N/kg=2N，
②因?yàn)棣? = = ，
故F= = = N
由圖知，滑輪組由3段繩子拉著動(dòng)滑輪，由F= （G動(dòng)+f）得動(dòng)滑輪重力：
G動(dòng)=3F﹣f=3× N﹣2N=2N，
③當(dāng)物體質(zhì)量為10kg時(shí)，物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為：
f′=0.1G′=0.1×10kg×10N/kg=10N
自由端的拉力為：F′= （G動(dòng)+f′）= ×（2N+10N）=4N
拉力功率為：
P= = =Fv=4N×3×0.1m/s=1.2W．
答：①物體質(zhì)量為2kg時(shí)，在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力2N；②動(dòng)滑輪的重力2N；
③物體質(zhì)量為10kg，以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的功率1.2W．
【解析】①根據(jù)G=mg先求出重力，再根據(jù)題意求出滑動(dòng)摩擦力；②利用η= = = 求出自由端的拉力；再根據(jù)F= （G動(dòng)+f）計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力；③根據(jù)P=Fv計(jì)算拉力的功率．