Question

5．如圖所示，使用滑輪組拖動(dòng)放在水平地面上的物體A在10s內(nèi)勻速前進(jìn)5m，若物體重為10⁵N，物體與地面間的摩擦力為300N，滑輪組的機(jī)械效率為80%，問(wèn)：
（1）拉力做了多少功？額外功是多少？
（2）拉力F多大？
（3）拉力功率多大？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）因?yàn)槲飰K勻速前進(jìn)，所以A受到的拉力等于摩擦力，有用功就等于摩擦力乘以物體移動(dòng)的距離．通過(guò)有用功求出總功，即拉力做的功，再用總功減去有用功得到額外功；
（2）根據(jù)總功W=Fs_繩，求出拉力的大�。�
（3）根據(jù)P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$求出拉力的功率．

解答 解：
（1）由題知，物體移動(dòng)距離：s_物=5m，
通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)：n=2，
所以繩子自由端通過(guò)距離：s_繩=2s_物=10m，
克服物體A與地面間的摩擦力所做功為有用功：W_有=fs_物=300N×5m=1500J，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$可得，拉力做總功為：
W_總=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{1500J}{80%}$=1875J；
W_額=W_總-W_有=1875J-1500J=375J；
（2）由W_總=Fs得拉力：
F=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{{s}_{繩}}$=$\frac{1875J}{10m}$=187.5N；
（3）拉力功率為：
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{1875J}{10s}$=187.5W．
答：（1）拉力做了1875J功；額外功是375J；
（2）拉力F為187.5N；
（3）拉力功率為187.5W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組時(shí)承擔(dān)物重繩子股數(shù)的確定方法、有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法，確定克服摩擦力做功為有用功是本題的關(guān)鍵．