Question

17．如圖所示，A物體受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左勻速直線運動．已知拉力F=5N，滑輪組的機械效率為80%，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 拉力F的功率是1 W
• B． 2s內繩子自由端移動的距離是1.2 m
• C． 5s內拉力F所做功的大小是15 J
• D． 物體A受到水平地面的摩擦力大小是5N

Answer 1

分析 （1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據v_繩=nv_A求出繩端移動的速度，根據P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力F的功率；
（2）根據s=vt求出2s內繩子自由端移動的距離；
（3）根據s=vt求出5s內繩子自由端移動的距離，根據W=Fs求出拉力做的功；
（4）滑輪組克服物體摩擦力做的功為有用功，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{f{s}_{繩}}{F{s}_{A}}$=$\frac{{fs}_{繩}}{Fn{s}_{A}}$=$\frac{f}{nF}$求出物體A受到水平地面的摩擦力．

解答 解：A．由圖可知，n=3，則繩端移動的速度v_繩=nv_A=3×0.2m/s=0.6m/s，拉力F的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{F{s}_{繩}}{t}$=Fv_繩=5N×0.6m/s=3W，故A錯誤；
B．由v=$\frac{s}{t}$可得，2s內繩子自由端移動的距離s_繩=v_繩t₁=0.6m/s×2s=1.2m，故B正確；
C.5s內繩子自由端移動的距離s_繩′=v_繩t₂=0.6m/s×5s=3m，拉力做的功W=Fs_繩′=5N×3m=15J，故C正確；
D．滑輪組的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{f{s}_{繩}}{F{s}_{A}}$=$\frac{{fs}_{繩}}{Fn{s}_{A}}$=$\frac{f}{nF}$=$\frac{f}{3×5N}$×100%=80%，則物體A受到水平地面的摩擦力大小是12N，故D錯誤．
故選BC．

點評 本題考查了功率公式、速度公式、做功公式、機械效率公式的應用，明確滑輪組繩子的有效股數和有用功是關鍵．