Question

某興趣小組用如圖甲所示的滑輪組（物體與動滑輪用繩子a連接）勻速拉動放在同一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從200N開始逐漸增加，直到組裝滑輪組的繩子b被拉斷，每次物體拉動的距離均為2m。 通過實(shí)驗(yàn)繪出了該滑輪組機(jī)械效率隨物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖像如圖乙。（不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦）求：

（1）（2分）動滑輪重力

（2）（3分）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%，物體以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動時，該滑輪組的有用功率

（3）（2分）一個重500N的同學(xué)利用該滑輪組，想獨(dú)自用豎直向下的力拉斷繩子b，請你通過計(jì)算分析他能否實(shí)現(xiàn)

Answer 1

解：（1）由圖乙可知，當(dāng)f₁=200N時，  ﹪

           W_有用1 = fs      由于不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦

           W_額外 = G_動s

           ∴ W_總1 = fs+ G_動s

           ∵

           ∴ ﹪

           ∴  G_動 = 200N                                         

      （2）當(dāng)﹪時，﹪

∴  f₂ = 800N                                         

∴  W_有用2 = f₂s = 800N×2m = 1600J                    

 ∵

∴                               

∵ 

∴                       

          另解：當(dāng)﹪時，

∴  f₂ = 800N                                 

∵ 

∴          

      （3）由圖乙可知，當(dāng)f₃=1600N時，繩子剛好被拉斷，由于不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，且物體做勻速直線運(yùn)動

           ∴  繩b承受的最大拉力

∴                     

因?yàn)槿说闹亓��?00N，豎直勻速拉動，所以繩子對人的最大拉力為人的重力，根據(jù)力的作用是相互的，故人給繩子的最大拉力為500N，由于繩子b承受的最大拉力大于人給繩子的最大拉力，所以該同學(xué)不能拉斷繩子b 。