Question

20．如圖所示，是用來測量滑動摩擦力大小的裝置，輕質(zhì)杠桿AOB可以繞軸O自由轉(zhuǎn)動，且AO：OB=1：3，在某次測量中，杠桿B端掛一質(zhì)量為8kg的物體D，人所用拉力為F時，杠桿恰能在水平位置平衡，且物體C在10s內(nèi)沿水平面勻速移動2m．忽略繩及滑輪①、③的重力，杠桿各處的摩擦阻力．（g取10N/kg）求：
（1）拉力F的大��；
（2）拉力F的功率；
（3）若滑輪組的機(jī)械效率為80%，則物體C受到滑動摩擦力的大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿平衡條件計算拉力F的大�。�
（2）利用公式P=$\frac{W}{t}$計算拉力F的功率；
（3）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%計算物體C受到滑動摩擦力的大��；

解答 解：（1）物體D的重量為G=mg=8kg×10N/kg=80N；
根據(jù)杠桿平衡條件可知，F(xiàn)_A×OA=G×OB，F(xiàn)_A=$\frac{OB}{OA}$×G=3×80N=240N；
因為滑輪①為動滑輪，故拉力F的大小為F=$\frac{1}{2}$F_A=$\frac{1}{2}$×240N=120N；
（2）物體C在10s內(nèi)沿水平面勻速移動2m，滑輪③為定滑輪，滑輪②為動滑輪，故拉力F通過的距離為s=2m×2=4m；
拉力F做功為W=Fs=120N×4m=480J；
拉力F的功率為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{480J}{10s}$=48w；
（3）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%可知，$\frac{f×2m}{480J}$×100%=80%，解得f=192N；
答：（1）拉力F的大小為120N；
（2）拉力F的功率48w；
（3）體C受到滑動摩擦力的大小為192N．

點評 對物體進(jìn)行受力分析，本題難度較大，解題時一定要認(rèn)真仔細(xì)．