2.用如圖所示的滑輪組在水平地面上移動一個重箱子.如果箱子A的重量為1200N,在繩端沿水平方向用大小為100N的拉力F使箱子以0.1m/s的速度勻速向左運動,在不計滑輪和繩的重量、以及滑輪與繩之間的摩擦?xí)r,請你確定物體A受到地面對它的摩擦力的大小是300N,方向向右 (選填“左”或“右”).假如物體A所受的摩擦力保持不變,而滑輪組的機(jī)械效率為80%,那么小明拉動物體A仍以0.1m/s 的速度做勻速直線運動,所需實際拉力為125N,在5s內(nèi)拉力所做的功是187.5J.

分析 (1)要解決此題需要掌握滑輪組的特點,要注意在此題中滑輪組承擔(dān)的不是物體的重力,而是物體與地面之間的摩擦力.
根據(jù)題意:繩端拉力與摩擦力之間的關(guān)系為F=$\frac{1}{3}$f;摩擦力的方向與物體A運動的方向相反;
繩子自由端移動的距離s與物體移動的距離s′的關(guān)系為s=3s′.
(2)根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出物體A移動的距離,利用s=3s求出繩端移動的距離,利用W=fs求出有用功,再利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%可求出拉力做的總功,最后利用W=Fs求出拉力大。

解答 解:(1)由圖可知:滑輪組上繩子的有效股數(shù)n=3,
所以物體A與地面間的摩擦力:
f=nF=3×1000N=300N;
物體A向左運動,則受到地面的摩擦力方向向右;
(2)根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得,物體A移動的距離:
s=vt=0.1m/s×5s=0.5m,
繩端移動的距離s′=3s=3×0.5m=1.5m,
在5s內(nèi)有用功:
W=fs=300N×0.5m=150J,
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%可得,拉力做的總功:
W=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{150J}{80%}$=187.5J,
由W=Fs可得,拉力:
F′=$\frac{{W}_{總}}{s′}$=$\frac{187.5J}{1.5m}$=125N.
故答案為:300;右;125;187.5.

點評 本題考查了做功公式、速度公式、功率公式、機(jī)械效率公式等的靈活運用,確定滑輪組繩子的有效股數(shù),并明確有用功是解題的關(guān)鍵.

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