Question

20．如图所示，利用一个轻质滑轮拉着物体A水平向右匀速移动3m，所用时间为3s，物体A与地面间的摩擦力为60N，已知拉力F为40N，物体A重为200N，则在这个过程中（　　）

• A． 拉力F做了120J的功
• B． 重力做了600J的功
• C． 机械效率为75%
• D． 拉力F的功率为80W

Answer 1

分析 （1）知道物体在水平地面上移动距离，根据滑轮组的结构，求出绳子末端（拉力F）移动的距离，利用W=Fs可求拉力做的功；
（2）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离；
（3）知道摩擦力的大小和物体移动的距离，利用W_有用=fs求出有用功；又知总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求该装置的机械效率；
（4）前面已经求出拉力做的功，又知时间，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力的功率．

解答 解：由图知，n=2，s=3m，则绳子自由端移动的距离s′=2s=2×3m=6m，
A、拉力F做的功：W_总=Fs′=40N×6m=240J，故A错误；
B、物体在重力的方向上没有移动距离，故重力没有做功，故B错误；
C、所做有用功：W_有用=fs=60N×3m=180J，
装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{180J}{240J}$×100%=75%，故C正确；
D、拉力F的功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{240J}{3s}$=80W，故D正确．
故选：CD．

点评 本题综合考查了功的计算、功率的计算、机械效率的计算，本题关键：知道克服摩擦力做的功为有用功