Question

15．如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计．人对动滑轮拉力为F，在F的作用下，物体以0.1m/s的速度匀速上升2m，则下列说法正确的是（　　）

• A． 拉力F做的功为400J
• B． 动滑轮对物体做的功为720J
• C． 拉力F的功率为40W
• D． 拉力F的大小为90N

Answer 1

分析 图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的速度v₂=2v₁（v₁为物体匀速上升速度）
（1）绳重和摩擦不计，利用F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_轮）求拉力F的大小；
（2）根据物体以0.1m/s的速度匀速上升2m，可求得拉力移动的时间，再利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率（总功功率）．

解答 解：（1）图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，
因为绳重和摩擦不计，
则拉力F的大小：
F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_轮）=$\frac{1}{2}$（180N+20N）=100N，故D错误；
又物体以0.1m/s的速度匀速上升2m，
故拉力移动的距离：s=2h=2×2m=4m．
拉力F做的功W_总=Fs=100N×4m=400J．
则选项A正确、B错误．
（2）因为物体以0.1m/s的速度匀速上升2m，
则移动的时间t=$\frac{s}{v}$=$\frac{2m}{0.1m/s}$=20s
拉力F做功的功率：
P_总=$\frac{W}{t}$=$\frac{400J}{20s}$=20W；
则选项C错误．
故选A．

点评 此题考查滑轮组绳子拉力的计算、滑轮组的机械效率、功率的计算等，由动滑轮的特点知道：绳子自由端移动的速度与物体上升速度之间的关系是v′=2v，因此拉力F做功的功率也可以用P_总=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv来计算．