践行者初中物理力学典题详解第349题

3.(2015·四川遂宁) 某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m；通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙，（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：

（1）动滑轮重力；

（2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；

（3）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。

解析:⑴由题意和乙图可知:

①s物=2m，②n=3，

③当f=200N时，η=50%，

④不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，

因为η=f/(f+G动)

则G动=f/η - f

=200N/50% -200N

=200N；

⑵当η=80%时，

则η=f/(f+G动)×100%

=f/(f+200N)×100%

=80%，

解方程得f=800N，

则当v物=0.2m/s时，

P有用=fv物

=800N×0.2m/s=160W；

⑶由题意知:G人=500N，

由乙图可知:fmax=1600N，

则Fmax=(f+G动)/n

=(1600N+200N)/3

=600N>G人=500N，

所以该同学不能拉断绳子。

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