Question

12．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，使它以0.2m/s的速度做匀速直线运动，拉力F的大小为30N．若物体与地面之间的摩擦力大小为45N，则下列说法正确的是（　　）

• A． 作用在A处的拉力大小是30N
• B． 10秒内拉力F做功的功率是6W
• C． 该滑轮组的机械效率是75%
• D． 在此过程中物体的机械能变大

Answer 1

分析 根据图示可知，作用在动滑轮上绳子的段数为2；
（1）根据物体做匀速直线运动，物体受平衡力进行判断A位置力的大小；
（2）根据v_自由端=v_物求出自由端的速度，然后根据P=Fv求出拉力的功率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{fs}{Fs′}$=$\frac{f}{2F}$求出滑轮组的机械效率；
（4）动能与物体的质量和速度有关；重力势能与物体的高度和质量有关；机械能等于动能和势能之和．

解答 解：A、因为物体做匀速直线运动，因此物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，因此F_A=f=45N，故A错误；
B、由图可知，n=2；已知物体移动的速度为0.2m/s，
则绳子自由端移动的速度：v=2×0.2m/s=0.4m/s；
则拉力F做功的功率：P=Fv=30N×0.4m/s=12W，故B错误；
C、滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fs}{Fs′}$×100%=$\frac{f}{2F}$×100%=$\frac{45N}{2×30N}$×100%=75%，故C正确；
D、此过程中物体的速度、质量、高度均不变，因此物体的动能和势能不变，即机械能不变，故D错误．
故选C．

点评 本题考查拉力、功率、机械效率的计算以及动能、势能的影响因素，本题的关键点是机械效率计算公式的变形．