Question

如下圖所示，用一滑輪組拉物體A以0.5m/s的速度在水平面上做勻速直線運動．物體A重為20N，受到的摩擦力為重力的0.2倍，水平拉力為2N，則在2S內拉力做功為    J，滑輪組的效率為    （不計滑輪重）．

Answer 1

【答案】分析：水平使用滑輪組，拉力克服摩擦做功，根據二力平衡的條件可知，物體做勻速運動時所受拉力等于摩擦力．
由物體的速度和運動的時間，可由公式S=vt計算出物體移動的距離，由動滑輪上繩子的段數可得出繩子末端移動的距離s，用拉力乘以拉力移動距離計算總功，再用摩擦力乘以物體移動距離計算有用功，然后用有用功除以總功計算機械效率．
解答：解：∵V_A=0.5m/s，t=2s，
∴物體A移動的距離為：S_A=v_At=0.5m/s×2s=1m，
從圖可知，由3段繩子拉著定滑輪，
∴繩子末端移動的距離S=3S_A=3×1m=3m，
又∵F=2N，
∴拉力做的總功為：W_總=FS=2N×3m=6J，
而G_A=20N，
∴摩擦力f=0.2G=0.2×20N=4N，
則做的有用功為：W_有用=fS_A=4N×1m=4J，
∴η==≈66.7%．
故答案為：6，66.7%．
點評：本題考查有用功、總功和機械效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是對動滑輪上繩子段數的判斷．