Question

3．质量是5kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使动滑轮以0.5m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为1N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则（　　）

• A． 绳端的拉力为3N
• B． 在2s内拉力F做功6J
• C． 水平桌面对物体A的摩擦力为2N
• D． 若要考虑绳与滑轮间的摩擦且整个装置机械效率为80%，则A受桌面摩擦力为2.4N

Answer 1

分析 （1）由图知，滑轮组由一股绳子缠绕而成，作用在绳端的拉力等于弹簧测力计的示数；
（2）利用s=vt求物体A在2s内通过的距；由图可知，承担物体A受到摩擦力的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的3倍，利用W=Fs求在2s内拉力F做功；
（3）不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$f，可求物体A受到的摩擦力；
（4）若要考虑绳与滑轮间的摩擦，整个装置机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=80%，可求克服摩擦做的功，再利用W=fs求A受桌面摩擦力大小．

解答 解：
A、因为弹簧测力计的示数是1N，所以作用在绳端的拉力F=1N，故A错；
B、物体A在2s内通过的距离：s_物=vt=0.5m/s×2s=1m，由图可知，承担摩擦力的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离s=3s_物=3×2m=6m，在2s内拉力F做功W_总=Fs=1N×6m=6J，故B正确；
C、不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$f，则摩擦力f=3F=3×1N=3N，故C错；
D、若要考虑绳与滑轮间的摩擦，整个装置机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=80%，W_有用=η×W_总=80%×6J=4.8J，由W_有用=fs得：f=$\frac{{W}_{有用}}{s}$=$\frac{4.8J}{1m}$=4.8N，故D错．
故选B．

点评 本题考查了使用滑轮组有用功、总功的计算，由于是水平使用滑轮组，知道克服摩擦做的功为有用功是关键．