Question

8．如图所示，小明用4N的拉力，5s内将重为20N的物体A在水平桌面上匀速移动了0.5m．已知物体A在桌面上运动时受到的摩擦阻力f是物重G的0.3倍．则拉力F的功率是0.8 W，滑轮组的机械效率是75%．若不计摩擦及绳重，动滑轮重是2N．

Answer 1

分析 （1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=ns′求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的总功，根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率；
（2）根据题意求出物体A在桌面上运动时受到的摩擦阻力，克服摩擦力做的功为有用功，根据W=fs′求出有用功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出机械效率；
（3）根据W_总=W_有+W_额求出克服动滑轮重做的额外功，根据W=G_动s′求出动滑轮重．

解答 解：（1）由图可知，n=2，则绳子自由端移动的距离：
s=ns′=2×0.5m=1m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=4N×1m=4J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{4J}{5s}$=0.8W；
（2）由题意可知，物体A受到的摩擦力：
f=0.3G=0.3×20N=6N，
克服摩擦力做的有用功：
W_有=fs′=6N×0.5m=3J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3J}{4J}$×100%=75%；
（3）克服动滑轮重做的额外功：
W_额=W_总-W_有=4J-3J=1J，
动滑轮重：
G_动=$\frac{{W}_{额}}{s′}$=$\frac{1J}{0.5m}$=2N．
故答案为：0.8；75%；2．

点评 本题考查了功、功率、机械效率、摩擦力的计算，明确有用功和总功以及它们与额外功之间的关系是关键．