用如图所示的滑轮组,在水平地面上拉动重物G,已知绳自由端拉力F为600N时,恰能让物体以1cm/s的速度匀速向前运动(绳

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  • 解题思路:(1)本题是滑轮组使用的另一种情况--将滑轮组水平使用来拉动重物,当滑轮组竖直拉动重物时,滑轮组上升克服的是重物的重力;而此题中的滑轮组水平拉动重物,滑轮组向左移动时克服的是地面的摩擦力.所以,此时有几段绳子拉重物,拉力就是摩擦力的几分之一.但这是在理想情况下,不考虑额外功,机械效率为100%的情况下.如果考虑到机械效率,那么拉力还要用得更多,也就是η=

    W

    有用

    W

    =

    F

    摩擦

    S

    F

    S

    =

    F

    摩擦

    n

    F

    (2)功率P=[W/t],题目要求拉力F的功率,也就是要先求出拉力做的功.但此题没有告诉绳端移动的距离,只有物体移动的速度,所以先需根据有几段绳子在拉重物,绳端移动的速度就是物体移动速度的几倍,求出绳端移动的速度.再根据功率P=[W/t]=[Fs/t]=Fv求出.

    (3)先根据W=Pt求出1分钟做的功,也就是总功.再由机械效率为75%,算出有用功,最终算出额外功.

    (1)∵有三段绳子有拉重物,根据η=

    W有用

    W总=

    F摩擦S物

    F拉S绳=

    F摩擦

    nF拉

    ∴F摩擦=3Fη=3×600N×75%=1350N

    (2)∵有三段绳子有拉重物,∴v=3v=3×1cm/s=3cm/s=0.03m/s

    P=[W/t]=

    F拉s绳

    t=Fv=600N×0.03m/s=18W

    (3)W=Pt=18W×60s=1080J

    W有用=Wη=1080J×75%=810J

    W额外=W-W有用=1080J-810J=270J

    答:(1)物体与地面的摩擦力是1350N.

    (2)绳自由端拉力F的功率18W.

    (3)绳自由端拉力F做功1分钟的过程中,额外功是270J.

    点评:

    本题考点: 滑轮组绳子拉力的计算;功的计算;功率的计算.

    考点点评: 本题综合性较强而且难度较大,基本涵盖了滑轮组和机械效率的所有知识点,所以要解答本题,需要基础相当的扎实.

    本题需要注意的地方有:(1)滑轮组水平拉动重物时,机械受到的阻力变成是摩擦力,而不是重力.(2)滑轮组的题目出现了机械效率,不仅是做的功多了,用的力也大了.但不管有没考虑机械效率,有几段绳子在拉重物,绳端移动的距离都是物体移动距离的几倍.

    因本题所涉及的知识点多,所以如果基础不够扎实,建议先多看些基础题后再来研究本题.