2025年初中同步练习册八年级物理全一册沪科版湖南少年儿童出版社第303页答案
23. (12 分)小熊在课外实践活动中,用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体,物体受到的摩擦力从 100 N 开始逐渐增加,每次物体被拉动的距离均为 1 m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到的摩擦力大小变化的关系图像,如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,求:
(1)由图乙可知,当物体受到的摩擦力为 100 N 时,滑轮组机械效率是多大?
(2)当滑轮组的机械效率为 75%,物体以 0.1 m/s 的速度匀速运动时,该滑轮组的有用功率是多大?
(3)当物体与地面的摩擦力为 1 500 N 时,体重为 500 N 的小熊竖直向下拉绳,还能用此滑轮组拉动物体吗?

答案

(1)50% (2)30 W(3)不能

解析

(1)由图乙可知,当物体受到的摩擦力为$100\ N$时,滑轮组机械效率是$50\%$。
(2)不计绳重和摩擦,滑轮组机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{fs}{fs+G_{动}s}=\frac{f}{f+G_{动}}$。
当$f=100\ N$,$\eta=50\%$时,$50\%=\frac{100\ N}{100\ N+G_{动}}$,解得$G_{动}=100\ N$。
当$\eta=75\%$时,$75\%=\frac{f'}{f'+100\ N}$,解得$f'=300\ N$。
有用功率$P_{有}=f'v=300\ N×0.1\ m/s=30\ W$。
(3)由图甲知,动滑轮上绳子段数$n=2$。
拉动物体所需拉力$F=\frac{f_{max}+G_{动}}{n}=\frac{1500\ N+100\ N}{2}=800\ N$。
小熊体重$500\ N<800\ N$,故不能用此滑轮组拉动物体。