Question

10．如图所示，A物体受到的重力100N，在拉力F的作用下，能以0.4m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动，已知拉力F为5N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（　　）

• A． 拉力F的功率2W
• B． 2秒内绳子自由端移动的距离1.2m
• C． 有用功的功率是4.8W
• D． 物体受到水平地面的摩擦力大小为12N

Answer 1

分析 （1）由图示可知，动滑轮上绳子的股数n=3，根据v_绳=nv_物=求出绳子自由端的速度，然后根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳求出拉力的功率；
（2）根据s=v_绳t求出2s内绳子自由端移动的距离；
（3）根据P=Fv求出总功的功率，然后根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{P}_{有}t}{{P}_{总}t}$×100%=$\frac{{P}_{有}}{{P}_{总}}$×100%的变形公式求出有用功的功率；
（4）根据P_有=$\frac{{W}_{有}}{t}$=$\frac{f{s}_{物}}{t}$=fv_物的变形公式求出物体受到水平地面的摩擦力大小．

解答 解：A、由图可知，动滑轮上绳子的股数n=3，
绳子自由端的速度v_绳=nv_物=3×0.4m/s=1.2m/s，
则拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳=5N×1.2m/s=6W，故A错误；
B、由v=$\frac{s}{t}$可得，2s内绳子自由端移动的距离：
s_绳=v_绳t=1.2m/s×2s=2.4m，故B正错误；
C、拉力所做总功的功率：
P_总=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳=5N×1.2m/s=6W，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{P}_{有}t}{{P}_{总}t}$×100%=$\frac{{P}_{有}}{{P}_{总}}$×100%得，有用功的功率：
P_有=ηP_总=80%×6W=4.8W，故C正确；
D、由图可知，克服摩擦力做的功为有用功，
由P_有=$\frac{{W}_{有}}{t}$=$\frac{f{s}_{物}}{t}$=fv_物得，物体受到水平地面的摩擦力大小：
f=$\frac{{P}_{有}}{{v}_{物}}$=$\frac{4.8W}{0.4m/s}$=12N，故D正确；
故选：CD．

点评 此题主要考查的是学生对机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键．