Question

9．如圖所示，用滑輪組拉著一木塊P沿水平面以0.5m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為4N．若每只滑輪重1N，繩與滑輪間的摩擦不計(jì)，則木塊所受地面的摩擦力為4N，該滑輪組的機(jī)械效率為80%，在2s內(nèi)拉力F做的功為5J．

Answer 1

分析 因?yàn)槲矬w勻速向右運(yùn)動(dòng)，所以木塊所受地面的摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
由圖示可知，作用在動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)為2；已知物體的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由s=vt可以求出物體通過的路程，然后由滑輪組公式可以求出繩子自由端移動(dòng)的距離，利用F=$\frac{1}{2}$（f+G_動(dòng)）求出繩子自由端的拉力，利用W=Fs求出總功；而有用功W_有用=fs，最后由機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率．

解答 解：
因?yàn)槲矬w勻速向右運(yùn)動(dòng)，
所以木塊所受地面的摩擦力f=F_示=4N；
由圖示滑輪組可知，承重繩子的有效股數(shù)n=2，
由v=$\frac{s}{t}$得物體移動(dòng)的距離：s=vt=0.5m/s×2s=1m，
繩子自由端移動(dòng)的距離：s′=ns=2×1m=2m，
繩子自由端的拉力：F=$\frac{1}{2}$（f+G_動(dòng)）=$\frac{1}{2}$（4N+1N）=2.5N，
拉力F做的功：W_總=Fs′=2.5N×2m=5J；
有用功：W_有用=fs=4N×1m=4J，
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{4J}{5J}$×100%=80%．
故答案為：4N；80%；5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組時(shí)有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算以及二力平衡條件的應(yīng)用，注意本題有用功為克服摩擦力做的功．