Question

17．如圖所示，體重為510N的人，用滑輪組拉重500N的物體A沿水平方向以0.02m/s的速度勻速運(yùn)動．運(yùn)動中物體A受到地面的摩擦阻力為200N．動滑輪重為20N（不計(jì)繩重和摩擦，地面上的定滑輪與物體A相連的繩子沿水平方向，地面上的定滑輪與動滑輪相連的繩子沿豎直方向，人對繩子的拉力與對地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上，）．則繩子自由端受到的拉力大小是110N；人對地面的壓力為400N；繩子自由端運(yùn)動速度是0.04m/s．人做功的功率為4.4W；機(jī)械效率為90.9%．

Answer 1

分析 （1）由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，不計(jì)繩重和摩擦，利用F=$\frac{1}{2}$（G_輪+f_地）求拉力大��；
（2）人對地面的壓力等于自己體重減去拉力，據(jù)此求壓力大��；
（3）繩子自由端運(yùn)動速度等于物體移動速度的2倍，據(jù)此求出繩子自由端運(yùn)動速度．
（4）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計(jì)算拉力的功率；
（5）克服摩擦力做的功為有用功，拉力做的功為總功，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計(jì)算出機(jī)械效率．

解答 解：（1）由圖知，n=2，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G_輪+f_地）=$\frac{1}{2}$×（20N+200N）=110N；
（2）人對地面的壓力F_壓=G-F=510N-110N=400N；
（3）繩子自由端運(yùn)動速度v=2×0.02m/s=0.04m/s；
（4）人做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=Fv=110N×0.04m/s=4.4W；
（5）人做功的效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F{v}_{繩}}$×100%=$\frac{200N×0.02m/s×t}{110N×0.04m/s×t}$×100%=90.9%．
故答案為：110；400；0.04；4.4；90.9%．

點(diǎn)評 因?yàn)槭俏矬w水平移動，有用功為克服摩擦力做功，利用好不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G_輪+f_地），而不是F=$\frac{1}{2}$（G_輪+G_物）是本題的關(guān)鍵．