Question

3．如图所示，聪明爱玩的小亮将一个滑轮固定在竖直墙壁上，另一个固定在自己的滑板车上，用绳子将两个滑轮组装成滑轮组．小亮站在滑板车上拉动手中的绳子，他用10N 的拉力在3s内，使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.2m．滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计．下列说法中正确的是（　　）

• A． 滑板车对人的摩擦力大小为10N
• B． 竖直墙壁受到的拉力为20N
• C． 滑板车受到地面的摩擦力大小为20N
• D． 动滑轮对滑板车拉力的功率为8W

Answer 1

分析 以整个装置为研究对象，这是一个由两个滑轮组成的滑轮组，左侧的大滑轮为定滑轮，右侧的小滑轮为动滑轮．从图中可以看出，左侧墙壁受到的拉力由三段绳子分担，而小车受到的拉力同样由三段绳子承担，分别对人、定滑轮、动滑轮和滑板车整体进行受力分析，利用力的平衡求滑板车对人的摩擦力、竖直墙壁受到的拉力、滑板车受到地面的摩擦力；再利用功、功率的公式求动滑轮对滑板车拉力的功率．

解答 解：
由图知，使用了两个滑轮，固定在竖直墙壁上的滑轮，它的轴位置不动是定滑轮；固定在滑板车上的滑轮随滑板车一起运动，是动滑轮．
A、对人水平方向受力分析，一个是绳子水平向左拉人的里F（大小等于人拉绳子的力F），F′=F=10N，另一个力是滑板车对人的摩擦力f，方向水平向右．因为人和滑板车一起沿水平地面匀速运动，所以人水平方向受到的二力平衡，所以滑板车对人的摩擦力f=F′=F=10N，故A正确；
B、对定滑轮分析，它受到三股绳子的拉力，所以竖直墙壁受到水平方向拉力F墙=3F=3×10N=30N，故B错；
C、对动滑轮和滑板车整体水平方向受力分析，动滑轮受到两股绳子拉力，所以两股绳子水平向左拉滑板车的力是2F，人给滑板车水平向左的摩擦力f′=f=10N，因为滑板车匀速运动，所以水平方向受到的合力为0，滑板车受到地面的摩擦力f_地方向向右，大小为f_地=2F+f′=2×10N+10N=30N，故C错；
D、动滑轮对滑板车的拉力F_拉=2F=2×10N=20N，动滑轮对滑板车做功W=F_拉s=20N×1.2m=24J，拉力做功功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{24J}{3s}$=8W，故D正确．
故选AD．

点评 本题考查了使用滑轮组时功和功率的计算，以及二力平衡条件的应用．本题受力分析是关键，有时是整体受力分析，有时是单独个体受力分析；还要注意物体匀速直线运动，属于平衡状态，受力平衡，受到的合力为0．