Question

12．如圖所示，利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體，使它以0.2m/s的速度做勻速直線運動，拉力F的大小為30N．若物體與地面之間的摩擦力大小為45N，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 作用在A處的拉力大小是30N
• B． 10秒內拉力F做功的功率是6W
• C． 該滑輪組的機械效率是75%
• D． 在此過程中物體的機械能變大

Answer 1

分析 根據圖示可知，作用在動滑輪上繩子的段數為2；
（1）根據物體做勻速直線運動，物體受平衡力進行判斷A位置力的大小；
（2）根據v_自由端=v_物求出自由端的速度，然后根據P=Fv求出拉力的功率；
（3）根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{fs}{Fs′}$=$\frac{f}{2F}$求出滑輪組的機械效率；
（4）動能與物體的質量和速度有關；重力勢能與物體的高度和質量有關；機械能等于動能和勢能之和．

解答 解：A、因為物體做勻速直線運動，因此物體受到的拉力與摩擦力是一對平衡力，因此F_A=f=45N，故A錯誤；
B、由圖可知，n=2；已知物體移動的速度為0.2m/s，
則繩子自由端移動的速度：v=2×0.2m/s=0.4m/s；
則拉力F做功的功率：P=Fv=30N×0.4m/s=12W，故B錯誤；
C、滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{fs}{Fs′}$×100%=$\frac{f}{2F}$×100%=$\frac{45N}{2×30N}$×100%=75%，故C正確；
D、此過程中物體的速度、質量、高度均不變，因此物體的動能和勢能不變，即機械能不變，故D錯誤．
故選C．

點評 本題考查拉力、功率、機械效率的計算以及動能、勢能的影響因素，本題的關鍵點是機械效率計算公式的變形．