Question

15．如圖所示，一質量60kg物塊，通過滑輪組在25N拉力作用下，以0.2m/s的速度，勻速向前運動10s．已知物塊受到的滑動摩擦力為物重的0.1倍．下列哪組量均可求出（　�。�

• A． W_有用、f_摩擦力、G_定滑輪
• B． P_有用、G_定滑輪、機械效率η
• C． W_有用、P_額、G_動滑輪
• D． W_總、P_總、機械效率η

Answer 1

分析 （1）已知物體的質量，可求重力，已知物塊受到的滑動摩擦力為物重的0.1倍，可求摩擦力；
（2）已知拉力的大小和物體的移動速度以及動滑輪上繩子的段數(shù)，根據(jù)公式P=Fv可求拉力的功率；
（3）水平使用滑輪組，拉力克服摩擦力做功，首先用摩擦力乘以物體移動距離計算有用功，用拉力乘以拉力移動距離計算總功，然后用有用功除以總功計算機械效率．

解答 解：（1）物體的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N，
已知物塊受到的滑動摩擦力為物重的0.1倍，則摩擦力：f=0.1G=0.1×600N=60N；
（2）由圖示可知，繩子的股數(shù)：n=3，
物體移動速度為v，則繩端移動的速度為v′=3v，
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，總功率：P_總=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；
動滑輪上繩子的段數(shù)n=3，
總功：W_總=F×s′=F×3s=25N×3×0.2m/s×10s=150J，
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×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；
額外功率P_額=P_總-P_有用，由于可求出P_總、P_有用，故可求P_額；
水平使用滑輪組，G_定，G_動不可求；
綜合分析可知，ABC錯誤，D正確．
故選D．

點評 是一道綜合性比較強的計算題，涉及到功、功率、機械效率的計算．這就要求對公式要熟練掌握和運用．同時，水平使用滑輪組時，拉力克服摩擦力做功，這一點也要注意．