(2013?武漢)如圖所示,利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為300N的物體,拉力F的大小為30N.若物體和地面之間的摩擦力大小為45N,則A處的拉力大小和滑輪組的機(jī)械效率分別為( 。
分析:①物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng),則此時(shí)A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對平衡力,知道物體和地面之間摩擦力的大小,從而可以計(jì)算出A處的拉力大。
②本題中使用滑輪組水平拉動(dòng)物體,拉力F所做的功為總功,克服物體摩擦力所做的功為有用功,從圖可知,由2段繩子與動(dòng)滑輪相連,則S=2s,可利用公式η=
W有用
W
=
fs
FS
=
fs
F2×s
=
f
2F
計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率.
解答:解:
①物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng),則此時(shí)A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對平衡力,
∵物體和地面之間摩擦力為f=45N,
∴A處的拉力大小為FA=f=45N.
②從圖可知,由2段繩子與動(dòng)滑輪相連,則S=2s,
∵F=30N,f=45N,
∴滑輪組的機(jī)械效率為:η=
W有用
W
=
fs
FS
=
fs
F2×s
=
f
2F
=
45N
2×30N
=75%.
故選B.
點(diǎn)評:(1)此題主要考查了滑輪組繩子拉力的計(jì)算以及滑輪組的機(jī)械效率,在計(jì)算過程中,要注意弄清哪些力是平衡力,不要被多余的條件所迷惑.
(2)對于滑輪組的拉力的計(jì)算,首先要看清滑輪組的克服物體的重力做功,還是克服摩擦力做功.①當(dāng)克服重力做功時(shí),繩子自由端的拉力F=
1
n
(G+G動(dòng)) ②當(dāng)克服摩擦力做功時(shí),繩子自由端的拉力F=
1
n
f.
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