(2012•延庆县二模)如图所示,置于水平桌面的物体A的质量为90kg,悬挂在滑轮组下的物体B的质量为60kg.在物体B

(2012•延庆县二模)如图所示,置于水平桌面的物体A的质量为90kg,悬挂在滑轮组下的物体B的质量为60kg.在物体B的作用下,A恰能沿水平桌面向左匀速直线运动.现在用水平向右的拉力F1 拉动物体A以0.2m/s的速度沿水平桌面向右匀速直线运动,在此过程中,物体A通过绳子拉动滑轮组的力为T1,T1提升物体B的机械效率为η1.当用此装置以相同的速度提升物体C时,水平向右拉物体A的力为F2,物体A通过绳子拉动滑轮组的力为T2,T2提升物体C的机械效率为η2.已知η1:η2=16:15,T1:T2=5:4,不计绳重及滑轮的摩擦,求:
(1)A与桌面间的滑动摩擦力;
(2)拉力F2的功率.
sh66128467cc 1年前 已收到1个回答 举报

mayue407 幼苗

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解题思路:①由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3,当物体A在物体B的作用下在水平桌面上向右匀速运动时,拉力F=f=[1/3](GB+G),
②当物体A在物体B的作用下在水平桌面上向左匀速运动时,物体A在水平向右的拉力F1作用下,在水平桌面上向左匀速运动,拉力T1=[1/3](GB+G),可利用公式η=
W有用
W
=[Gh/Fs]=[Gh/F3h]=
GB
3T1
列出机械效率的表达式η1
当物体A在物体C的作用下在水平桌面上向左匀速运动时,物体A在水平向右的拉力F2作用下,在水平桌面上向左匀速运动,拉力T2=[1/3](GC+G),可利用公式η=
W有用
W
=[Gh/Fs]=[Gh/F3h]=
GC
3T2
列出机械效率的表达式η2
根据η1:η2=16:15,T1:T2=5:4求出物体B重与物体C重之间的关系,进而求出A与桌面间的滑动摩擦力和拉力F2的大小,再求出拉力端移动的速度,利用P=Fv求拉力做功功率.

①由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3,以物体B和动滑轮为研究对象进行受力分析,如图所示:

设A与桌面的摩擦力为f,动滑轮的重力为G,可得:拉力F=f=[1/3](GB+G).

η1
η2=

GB
3T1

GC
3T2=
GB
3T1×
3T2
GC=[16/15],
而T1:T2=5:4,即
GB
3×5×[3×4
GC=
16/15],
解得:
GB
GC=
4
3;
而mB=60kg,
则物体B的重力为:GB=mBg=60kg×10N/kg=600N,
因此物体C的重力为:GC=[3/4]GB=[3/4]×600N=450N;

T1
T2=

1
3(GB+G轮)

1
3(GC+G轮)=
600N+G轮
450N+G轮=[5/4],
解得动滑轮的重力为:G=150N;
∴A与桌面间的滑动摩擦力为:f=[1/3](GB+G)=[1/3]×(600N+150N)=250N.
以物体A为研究对象进行受力分析,如图所示:

而T2=[1/3](GC+G)=[1/3]×(450N+150N)=200N,
∴拉力F2的大小为:F2=T2+f=200N+250N=450N,
∵物体上升速度v=0.2m/s,
∴拉力端移动的速度:
vF=3v=3×0.2m/s=0.6m/s,
∴拉力F2的功率为:
P2=F2vF=450N×0.6m/s=270W.
答:(1)A与桌面间的滑动摩擦力为250N.
(2)拉力F2的功率为270W.

点评:
本题考点: 功率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率.

考点点评: 本题考查了学生对功率、机械效率的计算方法的了解与掌握,关键:一是求摩擦力大小,二是不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦F拉=[1/n](G物+G轮),三是功率公式P=Fv的利用.利用已知的滑轮组的机械效率找出物体C与物体B的关系是本题的难点.

1年前

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