Question

15．如图所示，一质量60kg物块，通过滑轮组在25N拉力作用下，以0.2m/s的速度，匀速向前运动10s．已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍．下列哪组量均可求出（　　）

• A． W_有用、f_摩擦力、G_定滑轮
• B． P_有用、G_定滑轮、机械效率η
• C． W_有用、P_额、G_动滑轮
• D． W_总、P_总、机械效率η

Answer 1

分析 （1）已知物体的质量，可求重力，已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍，可求摩擦力；
（2）已知拉力的大小和物体的移动速度以及动滑轮上绳子的段数，根据公式P=Fv可求拉力的功率；
（3）水平使用滑轮组，拉力克服摩擦力做功，首先用摩擦力乘以物体移动距离计算有用功，用拉力乘以拉力移动距离计算总功，然后用有用功除以总功计算机械效率．

解答 解：（1）物体的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N，
已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍，则摩擦力：f=0.1G=0.1×600N=60N；
（2）由图示可知，绳子的股数：n=3，
物体移动速度为v，则绳端移动的速度为v′=3v，
根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，总功率：P_总=Fv′=F×3v=25N×3×0.2m/s=15W；
（3）有用功：W_有用=fs=fvt，知道f、v、t，可求有用功；
动滑轮上绳子的段数n=3，
总功：W_总=F×s′=F×3s=25N×3×0.2m/s×10s=150J，
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fs}{F3s}$×100%=$\frac{60N}{3×25N}$×100%=80%．
有用功的功率：P_有用=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{fs}{t}$=fv，故可求P_有用；
额外功率P_额=P_总-P_有用，由于可求出P_总、P_有用，故可求P_额；
水平使用滑轮组，G_定，G_动不可求；
综合分析可知，ABC错误，D正确．
故选D．

点评 是一道综合性比较强的计算题，涉及到功、功率、机械效率的计算．这就要求对公式要熟练掌握和运用．同时，水平使用滑轮组时，拉力克服摩擦力做功，这一点也要注意．