Question

3．如图所示，A物体受到的重力是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匀速直线运动．已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（　　）

• A． 5s内拉力F所做功的大小是5J
• B． 2s内绳子自由端移动的距离是0.8m
• C． 拉力F的功率是1W
• D． 物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N

Answer 1

分析 （1）根据s=vt求出5s内绳子自由端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的功；
（2）根据s=vt求出2s内绳子自由端移动的距离；
（3）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据v_绳=nv_A求出绳端移动的速度，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力F的功率；
（4）滑轮组克服物体摩擦力做的功为有用功，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{A}}{F{s}_{绳}}$=$\frac{f{s}_{A}}{Fn{s}_{A}}$=$\frac{f}{nF}$求出物体A受到水平地面的摩擦力．

解答 解：A．5s内绳子自由端移动的距离s_绳′=v_绳t₂=0.6m/s×5s=3m，拉力做的功W=Fs_绳′=5N×3m=15J，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t₁=0.6m/s×2s=1.2m，故B错误；
C．由图可知，n=3，则绳端移动的速度v_绳=nv_A=3×0.2m/s=0.6m/s，拉力F的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳=5N×0.6m/s=3W，故C错误；
D．滑轮组的机械效率根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{A}}{F{s}_{绳}}$=$\frac{f{s}_{A}}{Fn{s}_{A}}$=$\frac{f}{nF}$=$\frac{f}{3×5N}$×100%=80%，解得f=12N，则物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了功率公式、速度公式、做功公式、机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数和有用功是关键．