Question

15．如图所示，A物体的重力是80N，在拉力F的作用下，以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动．A物体受到的摩擦力为3N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（　　）

• A． 2s内重力所做的功为32J
• B． 拉力F等于1N
• C． 5s内拉力F所做功的大小是1.25J
• D． 拉力F的功率是0.75W

Answer 1

分析 （1）物理学中的做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可．
（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=3，根据s=vt求得2s内绳子自由端移动的距离；根据效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fs}{Fns}$×100=$\frac{f}{nF}$×100%求出拉力．
（3）利用v_绳=nv_物求出绳子自由端移动的速度，利用v=$\frac{s}{t}$求出5s绳子移动的距离，然后利用W=Fs计算5s内拉力F所做功；
（4）利用P=$\frac{W}{t}$计算拉力F的功率．

解答 解：
A、由题知，物体在重力的方向上没有移动距离，故重力所做的功为0J．故A错误；
B、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=3，克服摩擦力做的功为有用功，
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{fs}{Fns}$=$\frac{f}{nF}$，
则拉力：F=$\frac{f}{ηn}$=$\frac{3N}{80%×3}$=1.25N，故B错误；
C、绳子自由端移动的速度：v_绳=nv_物=3×0.2m/s=0.6m/s，
根据v=$\frac{s}{t}$可得，5s内绳子自由端移动的距离：s=v_绳t=0.6m/s×5s=3m，
拉力所做的功：W=Fs=1.25N×3m=3.75J．故C错误；
D、拉力F的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.75J}{5s}$=0.75W．故D正确．
故选D．

点评 此题考查滑轮组绳子拉力的计算、功和功率、效率的计算，关键是根据效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fs}{Fns}$×100=$\frac{f}{nF}$×100%求出拉力的大小．