题文

如图所示，一个质量60kg的物块，通过滑轮组在30N水平拉力作用下以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动．已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍．（g取10N/kg ）求： （1）物块受到的滑动摩擦力大小是多少？ （2）拉力F的功率是多少？ （3）该滑轮组的机械效率是多少？（结果保留一位小数）

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）物体的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N，滑动摩擦力f=0.1G=0.1×600N=60N． （2）滑轮组绳子的段数是3段，拉力作用点即绳子端点的速度v绳=3v， 拉力的功率P=Fv绳=30N×3×0.2m/s=18W． （3）物块克服摩擦力做的功W有用=fs，滑轮组绳子的段数是3，拉力的功W总=F×3s=3Fs， 滑轮组的机械效率是η= W有用 W总 ×100%= fs 3Fs ×100%= f 3F ×100%= 60N 3×30N ×100%=66.7%． 答：（1）物块受到的滑动摩擦力大小是60N． （2）拉力F的功率是18W． （3）滑轮组的机械效率是66.7%．

据专家权威分析，试题“如图所示，一个质量60kg的物块，通过滑轮组在30N水平拉力作用下以..”主要考查你对  功率的计算，机械效率的计算，二力平衡的定义及条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功率的计算机械效率的计算二力平衡的定义及条件

考点名称：功率的计算

• 功率的计算公式：
  （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
  （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

• 公式法计算功率：
       运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
  例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：
  
  (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
  (2)铁明克服重力做功是多少?
  (3)铁明做功的总功率多大?
  解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
  （1）0.24m/s
  （2）
  （3）
  
  例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ_海水=1．03×10³kg／m³。
  (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
  (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m³，密度为2.7×10³kg/m³的物体静止不动，求该力的大小。
  (3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。
  
  解析：（1）由液体压强公式得，，
  （2）物体在水下受平衡力的作用，则
  则