Question

4．如图所示，质量为5kg的物体A在大小为5N的拉力F作用下做匀速直线运动．己知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s．下列选项中正确的是（　　）

• A． 物体A受到的摩擦力为15N
• B． 拉力F做功的功率为12W
• C． 绳子自由端移动的速度为2m/s
• D． 在10s内机械所做的有用功为120J

Answer 1

分析 （1）由图可知连接动滑轮绳子的股数，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fs}{Fns}$×100%=$\frac{f}{nF}$×100%的变形公式f=ηnF求出物体A受到的摩擦力；
（2）根据v_绳=nv_物求出绳子自由端移动的速度；然后利用P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{F{s}_{绳}}{t}$=Fv_绳求出拉力F做功的功率；
（3）先根据v=$\frac{s}{t}$的变形公式s=vt求出物体移动的距离，然后根据W_有=fs_物求出机械所做的有用功．

解答 解：
由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{fs}{Fns}$=$\frac{f}{nF}$得，物体A受到的摩擦力：
f=ηnF=80%×3×5N=12N，故A错误；
绳子自由端移动的速度：
v_绳=nv_物=3×1m/s=3m/s，故C错误；
拉力F做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{F{s}_{绳}}{t}$=Fv_绳=5N×3m/s=15W，故B错误；
由v=$\frac{s}{t}$得，物体移动的距离：
s_物=v_物t=1m/s×10s=10m，
则机械所做的有用功：
W_有=fs_物=12N×10m=120J，故D正确．
故选：D．

点评 此题主要考查的是学生对机械效率、速度、功和功率计算公式的理解和掌握，综合性较强，有一定难度，知道克服摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键．