答
已知:F=400N,S=100m,mA=450kg,mB=50kg
求:f,W,η
(1)因为匀速拉动B物体,所以A、B物体相对静止,即A与B物体没有相对运动的趋势,所以f=0.
(2)W总=FS=400N×100m=4×104J;
(3)解法一:
因为:η====;
又因为摩擦力与压力成正比,所以:
η== ===90%.
解法二:
因为:η===
根据提示,拉动A所用拉力在总拉力中所占的比例等于A的重量在总重量中所占的比例,所以:
η===90%
答:A、B间的摩擦力为0,拉力做的总功是4×104J,机械效率是90%.
答案解析:(1)两个物体必须满足以下三点才会产生摩擦力:①相互接触、挤压;②接触面粗糙;③发生相对运动或具有相对运动的趋势.因为本题中物体A、B一起做匀速直线运动,没有相对运动趋势,所以它们之间不满足产生摩擦力的条件.
(2)已知拉力F等于400N,S等于100m,利用公式W=FS即可求出拉力所做的;
(3)求机械效率需要知道有用功和总功,此题的难点在于只告诉了一个力,却要分别表示出有用功和总功;
首先要明确一个知识点:滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;在接触面的粗糙程度不变的情况下,压力越大,摩擦力就越大;
转到该题,总功和有用功都是克服物体的摩擦力来做功,那么就要先分析它们克服的分别是哪些摩擦力;
有用功:拉动物体A做的功是有用功,因此克服由物体A的重力产生的摩擦力所做的功是有用功;
总功:拉动物体A时,同时也拉动了物体B,因此克服由A、B的总重产生的摩擦力所做的功是总功.
用公式表示为:W有用=FAS=fAS,W总=FS=fS;η==;
那么判断两个摩擦力之间的关系是解题的关键,此时根据“滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比”这个关键条件可判断出摩擦力和压力(即对应的物块重)之间的比例关系,从而将未知条件转化为已知条件,从而解出答案.
考试点:功的计算;二力平衡条件的应用;摩擦力的大小;机械效率的计算.
知识点:在求解第一问时,将两个物体作为一个整体进行受力分析比较关键,要注意两物体共同的运动状态;
第三问有一定的难度,难点在于不明确有用功和总功所指的是哪一部分,此外,对已知条件的准确把握也是解题的关键所在.