Question

【題目】如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動水平面上的物體．已知物體在水平面上受到的滑動摩擦力為重力的0.1倍，物體被勻速拉動的距離為1m．當物體質量為2kg時，滑輪組的機械效率為50%，不計繩重和繩與滑輪間的摩擦力．求：
①物體質量為2kg時，在水平面上受到的滑動摩擦力；
②動滑輪的重力；
③物體質量為10kg，以0.1m/s的速度勻速運動時，拉力F的功率．

Answer 1

【答案】①物體受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×2kg×10N/kg=2N，
②因為η= = = ，
故F= = = N
由圖知，滑輪組由3段繩子拉著動滑輪，由F= （G動+f）得動滑輪重力：
G動=3F﹣f=3× N﹣2N=2N，
③當物體質量為10kg時，物體在水平面上受到的滑動摩擦力為：
f′=0.1G′=0.1×10kg×10N/kg=10N
自由端的拉力為：F′= （G動+f′）= ×（2N+10N）=4N
拉力功率為：
P= = =Fv=4N×3×0.1m/s=1.2W．
答：①物體質量為2kg時，在水平面上受到的滑動摩擦力2N；②動滑輪的重力2N；
③物體質量為10kg，以0.1m/s的速度勻速運動時，拉力F的功率1.2W．
【解析】①根據G=mg先求出重力，再根據題意求出滑動摩擦力；②利用η= = = 求出自由端的拉力；再根據F= （G動+f）計算出動滑輪的重力；③根據P=Fv計算拉力的功率．