物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到

摩擦力大小变化的关系图象，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100N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0.1m/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1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。

【分析】（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率；

η1=50%，（2）当f1=100N时，通过滑轮组拉动水平面上的物体，有用功W有用=fs；由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，额外功W额外=G动s，总功等于有用功加上额外功，滑轮组的机械效率η1=

=

=

，据此求动滑轮重；

当η2=75%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，机械效率η2=

=

=

，据此求此时摩擦力；滑轮组的有用功率P有=f2v；

（3）不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，拉力F=（f+G动），和小熊的重力大小比较得出能否用此滑轮组拉动物体。 【解答】解：

（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%； （2）当f1=100N时，η1=50%，

通过滑轮组拉动水平面上的物体，则有用功：W有用1=f1s， 由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则额外功：W额外=G动s， 则总功：W总1=W有用1+W额外=f1s+G动s，

所以，η1=====50%，

解得动滑轮重：G动=100N；

当η2=75%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，此时滑轮组的机械效率： η2=

=

=

=

=75%，

解得此时的摩擦力：f2=300N； 则滑轮组的有用功率： P有=

=

=f2v=300N×0.1m/s=30W；

（3）由图可知，n=3，

不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，当f3=1500N时，拉动物体需要的拉力： F3=（f3+G动）=（1500N+100N）≈533N，

小熊的重力为500N，根据力的作用是相互的，所以小熊给绳子的最大拉力等于其重力为500N，小于533N，故不能用此滑轮组拉动物体。

答：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；

（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是30W；

（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，不能用此滑轮组拉动物体。

34．（2018?南充）如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦） （1）求工人放绳的速度。 （2）求滑轮组的效率η1

（3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2=4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。

【分析】（1）根据v=算出物体的速度，根据绳子段数算出工人放绳的速度； （2）根据W有用=Gh算出有用功，根据W总=Fs算出总功；根据η=算出机械效率；

（3）根据入水前的拉力和物体的重力，根据F=（G动+G）算出动滑轮重力；根据η1：η2=4：3算出物体完全浸没水中后滑轮的机械效率η2 根据η=

×100%表示出对物体的拉力；根据G=mg算出人的重力，对人受力

×100%

分析得出人对地面的压力。 【解答】解：

（1）物体下降速度为：v==

=1m/s；

因为有4段绳子，所以绳子上升的速度为：v绳=4v物=4×1m/s=4m/s； （2）因为有4段绳子，所以绳子运动距离s=4h=4×3m=12m； 放绳子的有用功：W有用=Gh=160N×3m=480J； 放绳子的总功：W总=Fs=50N×12m=600J； 滑轮组的效率：η1=

×100%=

×100%=80%；

（3）物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，

由F=（G动+G）可得，动滑轮重力：G动=4F﹣G=4×50N﹣160N=40N； 已知η1：η2=4：3，

则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为：η2=η1=×80%=60%；

物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功， 则此时滑轮组的机械效率：η2=解得F拉物=60N；

完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，

由力的平衡条件可得：4F绳=F拉物+G动，

则人对绳子的拉力：F绳=（F拉物+G动）=（60N+40N）=25N， 因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N； 人的重力为：G人=m人g=50kg×10N/kg=500N，

对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，

则人受到竖直向上的支持力：F支=G人+F绳=500N+25N=525N。 因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N。 答：（1）工人放绳的速度为4m/s。 （2）滑轮组的效率η1为80%；

（3）求当物体完全浸没水中后，工入对地面的压力为525N。

=

=

=60%，