Question

10．如圖所示，物重G=800N，在水平拉力F的作用下，物重以1m/s的速度勻速前進，此時彈簧測力計a的示數為50N，彈簧測力計b的示數為120N．（不計彈簧測力計重）問：
（1）重物G受到地面的摩擦力是多大？
（2）繩自由端拉力的功率是多大？
（3）滑輪組的機械效率是多大？

Answer 1

分析 （1）根據平衡力的知識判斷G所受的摩擦力；
（2）根據承擔拉力的繩子段數得出繩端移動速度，有P_總=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv來計算繩端拉力的功率；
（3）有用功是克服摩擦力做的功，總功是拉力F做的功，根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計算滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）b的示數為120N，則G受到的拉力為120N，因為G做勻速直線運動，所以水平方向的拉力與摩擦力平衡，則f=F_b=120N；
（2）由圖知，滑輪組由3段繩子拉著物體，則繩的速度v_繩=3v_物=3×1m/s=3m/s；
由題意知，F=F_a=50N；
則繩端拉力的功率：P_總=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_繩=50N×3m/s=150W；
（3）由題意知，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{f•h}{F•3h}$×100%=$\frac{f}{3F}$×100%=$\frac{120N}{3×50N}$×100%=80%．
答：（1）重物G受到地面的摩擦力是120N；
（2）繩自由端拉力的功率是150W；
（3）滑輪組的機械效率是80%．

點評 本題是有關滑輪組的綜合計算題目，考查了功、功率、機械效率的計算及二力平衡條件的應用，能夠根據圖象分出摩擦力及拉力的大小及有用功和總功是解決問題的關鍵．