Question

11．如圖甲所示，不計(jì)動(dòng)滑輪的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦，當(dāng)豎直向上的力F=10N，恰能使重物G勻速上升，則重物G=5N，繩固定端拉力為5N，重物上升10cm，力F向上移動(dòng)5cm，如圖乙所示，用一輕質(zhì)滑輪拉以物體A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體A重為20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力為2.5N，則在2s內(nèi)拉力做的功是5J，滑輪的機(jī)械效率是80%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)分析：軸上的力是繩子上的力的二倍，且軸移動(dòng)的距離是繩子自由端移動(dòng)的距離的一半；
（2）圖中使用的是動(dòng)滑輪，知道物體A以0.5m/s的速度運(yùn)動(dòng)，利用速度公式可以求出物體2s移動(dòng)的距離s，則拉力移動(dòng)的距離s′=2s，利用功的公式求拉力做功；知道物體重，求出物體A受到的摩擦阻力，又知道拉力F，利用機(jī)械效率的公式計(jì)算滑輪的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）甲圖實(shí)質(zhì)為一個(gè)動(dòng)滑輪，不計(jì)動(dòng)滑輪的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦指的是在理想狀況下，繩子兩端的兩個(gè)力之和等于軸上的力，且繩子兩端的力相等，
故G=$\frac{1}{2}$F=$\frac{1}{2}$×10N=5N，繩固定端拉力為5N，拉力作用在軸上，費(fèi)一倍的力，省一半的距離，重物上升10cm，力F向上移動(dòng)5cm；
物體2s移動(dòng)的距離：s=vt=0.5m/s×2s=1m，
（2）物體2s移動(dòng)的距離：s=vt=0.5m/s×2s=1m，
乙圖中使用的是動(dòng)滑輪，
所以拉力移動(dòng)的距離：s′=2s=2×1m=2m，
拉力做功：W=Fs′=2.5N×2m=5J，
因?yàn)槲矬w受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，
所以摩擦力為：f=0.2G=0.2×20N=4N，
滑輪的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{fs}{Fs′}$=$\frac{4N×1m}{2.5N×2m}$×100%=80%．
故本題答案為：5；5；5；5J；80%．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)、有用功、總功、機(jī)械效率的掌握和運(yùn)用，注意弄清乙圖的有用功是克服摩擦做功，不是提升重物做功．