Question

5．如圖所示，利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上的重為300N的物體，拉力F的大小為30N，若物體與地面之間的摩擦力為45N，則重物相對動滑輪是靜止（選填“靜止”或“運動”），A處的拉力大小為45N，滑輪組的機械效率為75%．

Answer 1

分析 （1）滑輪隨物體一起運動，這種滑輪叫動滑輪；
（2）物體在水平地面上做勻速運動，則此時A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對平衡力，知道物體和地面之間摩擦力的大小，從而可以計算出A處的拉力大小．
（3）本題中使用滑輪組水平拉動物體，拉力F所做的功為總功，克服物體摩擦力所做的功為有用功，從圖可知，由2段繩子與動滑輪相連，則s=2s_物，可利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F×2×{s}_{物}}$=$\frac{f}{2F}$計算出滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）動滑輪和物體一起運動，二者之間沒有發(fā)生位置的改變，重物相對動滑輪是靜止的；
（2）物體在水平地面上做勻速運動，則此時A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對平衡力，
所以物體和地面之間摩擦力為f=45N，
A處的拉力大小為F_A=f=45N．
（3）從圖可知，由2段繩子與動滑輪相連，則拉力端移動距離s=2s_物，
而F=30N，f=45N，
滑輪組的機械效率為：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F×2×{s}_{物}}$×100%=$\frac{f}{2F}$×100%=$\frac{45N}{2×30N}$×100%=75%．
故答案為：靜止；45；75%．

點評 對于滑輪組的拉力的計算，首先要看清滑輪組的克服物體的重力做功，還是克服摩擦力做功．①當克服重力做功時，繩子自由端的拉力F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動） ②當克服摩擦力做功時，繩子自由端的拉力F=$\frac{1}{n}$f．