Question

14．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做匀速直线运动，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． 拉力F的功率是1W
• B． 2s内绳子自由端移动的距离是1.4m
• C． 5s内拉力F所做功的大小是20J
• D． 物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N

Answer 1

分析 （1）由图可知，n=3，根据v_绳=3v_物求出绳子自由端移动的速度；再根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳求出拉力的功率；
（2）根据s_绳=v_绳t求得2s内绳子自由端移动的距离；
（3）由公式W=Pt可求得5s内拉力F所做功；
（4）根据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{绳}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fn{s}_{物}}$=$\frac{f}{nF}$的变形公式求出摩擦力．

解答 解：
A、由图可知，n=3，绳子自由端移动的速度：v_绳=3v_物=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A错误；
B、根据v=$\frac{s}{t}$可得，2s内绳子自由端移动的距离：s_绳=v_绳t=0.6m/s×2s=1.2m，故B错误；
C、由P=$\frac{W}{t}$可得，5s内拉力F所做的功：W=Pt′=3W×5s=15J，故C错误；
D、滑轮组水平放置，克服摩擦力做的功为有用功，拉力F所做的功为总功，
该滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{绳}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fn{s}_{物}}$=$\frac{f}{nF}$，
所以，水平地面的摩擦力：f=ηnF=80%×3×5N=12N，故D正确；
故选D．

点评 此题主要考查的是学生对机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键．