如图所示,置于水平桌面上的物体A的质量为90kg,悬挂在滑轮组下的物体B的质量为60kg。在物体B的作用下,A恰能沿水平桌面向左做匀速直线运动。现用水平向右的力F1拉动物体A以0.2m/s的速度沿桌面水平向右做匀速直线运动,在此过程中,物体A通过绳子拉动滑轮组的力为T1,T1提升物体B的机械效率为η1。当用此装置以相同的速度提升物体C时,水平向右拉物体A的力为F2,物体A通过绳子拉动滑轮组的力为T2,T2提升物体C的机械效率为η2。已知η1:η2=16:15,T1:T2=5:4,不计绳重及滑轮的摩擦,则拉力F2的功率为 W。(g取10N/kg)
90
,
而T1:T2=5:4,即,
解得:;
而mB=60kg,
则物体B的重力为:GB=mBg=60kg×10N/kg=600N,
因此物体C的重力为:GC=×600N=450N;
而=
=
,
解得动滑轮的重力为:G轮=150N;
∴A与桌面间的滑动摩擦力为:f=1/3(GB+G轮)=1/3×(600N+150N)=250N.
以物体A为研究对象进行受力分析,如图所示:
而T2=1/3(GC+G轮)=1/3×(450N+150N)=200N,
∴拉力F2的大小为:F2=T2+f=200N+250N=450N,
∵v=0.2m/s,
∴拉力F2的功率为:P2=F2v=450N×0.2m/s=90W.