Question

5．如圖所示，一物體受到的重力為100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左勻速直線運動，已知拉力F=5N，滑輪組的機械效率為80%，則兩秒內繩子自由端移動的距離是1.2m，拉力的功率是3W，物體受到水平面的摩擦力是12N．

Answer 1

分析 （1）由圖示可知，滑輪組承重繩子的有效股數：n=3，根據s=vt求得2s內繩子自由端移動的距離；
（2）由功率公式P=Fv求出拉力的功率；
（3）根據機械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{fs}{Fns}$=$\frac{f}{nF}$求出摩擦力．

解答 解：（1）由圖可知，動滑輪上繩子的有效股數：n=3，
則2s內繩子自由端移動的距離：s_繩=v_繩t=3×0.2m/s×2s=1.2m；
（2）繩子自由端移動的速度：v_繩=nv_物=3×0.2m/s=0.6m/s，
拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_繩=5N×0.6m/s=3W；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{fs}{Fns}$=$\frac{f}{nF}$得，摩擦力：f=nηF=3×80%×5N=12N．
故答案為：1.2；3；12．

點評 此題主要考查的是學生對機械效率計算公式及其變形公式的理解和掌握，知道克服物體摩擦力做的功為有用功是解決此題的關鍵．