践行者初中物理力学典题详解第169题

18.（填空）如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F=100N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力F绳为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为( )N；当绳子自由端拉力F绳为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为( )N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力F绳的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为( )。

解析:1当F绳=60N时:

1.1由题意可知:

①物体静止，

②F=100N，

③f=0；

1.2此时对物体进行受力分析，

可知它在水平方向共受到两个力:

①方向水平向左，拉力F，

②方向水平向右，绳对物体的拉力T，

因为物体静止，所以受力平衡，

所以T=F=100N；

1.3对滑轮组进行分析可知:

①F绳=60N，

②n=2，

③T=100N，

④不计绳重和摩擦，

所以G动=nF绳-T

=2×60N-100N

=20N；

2当F绳=90N时:

2.1由滑轮组可知:

T'=nF绳-G动

=2×90N-20N

=160N；

2.2由题意可知，此时物体向右作匀速运动，

并对物体进行水平方向受力分析，

可知它共受到以下三个力:

①方向水平向左，拉力F，

②方向水平向右，括力T'，

③方向水平向左，摩擦力f，

由平衡条件可知，f=T'-F

=160N-100N=60N；

3当撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力F绳的大小，仍使物体水平向右匀速运动时:

3.1对物体进行水平方向受力分析，

可知它共受到以下两个力:

①方向水平向右，括力T''，

②方向水平向左，摩擦力f，

由平衡条件可知:T''=f=60N；

3.2对滑轮组进行分析，可知:

①G动=20N，

②T''=60N(等效重力)，

③不计绳重和摩擦，

所以η=T''/(T''+G动)×100%

=60N/80N×100%

=75%；

或者:

①F绳''=(T''+G动)/n=40N，

②设物体向右移动的距离为S，

则W有=fS，

W总=F绳''×nS，

所以η=W有/W总×100%

=f/nF绳''×100%

=60N/80N×100%

=75%。

综上:答案依次为20、60、75%。

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