Question

5．如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)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(duì)動(dòng)滑輪是靜止（選填“靜止”或“運(yùn)動(dòng)”），A處的拉力大小為45N，滑輪組的機(jī)械效率為75%．

Answer 1

分析 （1）滑輪隨物體一起運(yùn)動(dòng)，這種滑輪叫動(dòng)滑輪；
（2）物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對(duì)平衡力，知道物體和地面之間摩擦力的大小，從而可以計(jì)算出A處的拉力大�。�
（3）本題中使用滑輪組水平拉動(dòng)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(dòng)滑輪相連，則s=2s_物，可利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F×2×{s}_{物}}$=$\frac{f}{2F}$計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）動(dòng)滑輪和物體一起運(yùn)動(dòng)，二者之間沒(méi)有發(fā)生位置的改變，重物相對(duì)動(dòng)滑輪是靜止的；
（2）物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對(duì)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(dòng)滑輪相連，則拉力端移動(dòng)距離s=2s_物，
而F=30N，f=45N，
滑輪組的機(jī)械效率為：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×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(diǎn)評(píng) 對(duì)于滑輪組的拉力的計(jì)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(dāng)克服重力做功時(shí)，繩子自由端的拉力F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動(dòng)） ②當(dāng)克服摩擦力做功時(shí)，繩子自由端的拉力F=$\frac{1}{n}$f．