Question

8．如圖1所示，物體A重為16N置于水平桌面上，在拉力F的作用下，5s內(nèi)勻速直線運(yùn)動了0.5m．圖2是拉力F做的功隨時(shí)間變化的圖象．物體A在水平桌面上運(yùn)動時(shí)受到的摩擦阻力f為物重G的0.2倍．求：
（1）物體A的速度．
（2）5s內(nèi)拉力F對物體A做的有用功．
（3）滑輪組的機(jī)械效率η．

Answer 1

分析 （1）由速度公式計(jì)算物體A的速度．
（2）克服物體A受到水平桌面摩擦力所做功是有用功，由此計(jì)算拉力F對物體A做的有用功．
（3）由圖象可知，拉力做的總功，由機(jī)械效率公式計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率η．

解答 解：
（1）由題知，物體A5s內(nèi)勻速直線運(yùn)動了0.5m，
所以物體A的速度v_A=$\frac{{s}_{A}}{{t}_{A}}$=$\frac{0.5m}{5s}$=0.1m/s；
（2）物體A在水平桌面勻速直線運(yùn)動，所以A受到水平方向的力相互平衡，
根據(jù)二力平衡可知，A受到水平繩子的拉力：F_A=f=0.2G=0.2×16N=3.2N，
所以拉力做的有用功：W_有用=F_As_A=3.2N×0.5m=1.6J；
（3）根據(jù)圖2可知：在5s內(nèi)拉力F做的功為2.5J，即W_總=2.5J，
所以滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.6J}{25J}$×100%=64%．
答：（1）物體A的速度為0.1m/s．
（2）5s內(nèi)拉力F對物體A做的有用功為1.6J．
（3）滑輪組的機(jī)械效率為64%．

點(diǎn)評 本題考查了速度、有用功和機(jī)械效率的計(jì)算以及二力平衡的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道克服物體與水平桌面摩擦力所做功是有用功，還要能從圖象中獲取有用信息．