Question

15．如圖所示，聰明愛玩的小京將一個(gè)滑輪固定在豎直墻壁上，另一個(gè)固定在自己的滑板車上，用繩子將兩個(gè)滑輪組裝成滑輪組．他站在滑板車上拉動(dòng)手中的繩子，用10N的拉力在3s內(nèi)，使自己和滑板車一起沿水平地面勻速向墻運(yùn)動(dòng)了1.2m．滑輪重、軸摩擦和繩重均忽略不計(jì)．下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 豎直墻壁受到的拉力為20N
• B． 滑板車受到地面的阻力為20N
• C． 動(dòng)滑輪對(duì)滑板車?yán)�力的功率�?W
• D． 在3s內(nèi)小亮的拉力做功為24J

Answer 1

分析 以整個(gè)裝置為研究對(duì)象，這是一個(gè)由兩個(gè)滑輪組成的滑輪組，左側(cè)的大滑輪為定滑輪，右側(cè)的小滑輪為動(dòng)滑輪．從圖中可以看出，左側(cè)墻壁受到的拉力由三段繩子分擔(dān)，而小車受到的拉力同樣由三段繩子承擔(dān)，分別對(duì)人、定滑輪、動(dòng)滑輪和滑板車整體進(jìn)行受力分析，利用力的平衡求滑板車對(duì)人的摩擦力、豎直墻壁受到的拉力、滑板車受到地面的摩擦力；再利用功的公式求出小亮在3s做的功，功率的公式求動(dòng)滑輪對(duì)滑板車?yán)�力的功率�?/p>

解答 解：
由圖知，使用了兩個(gè)滑輪，固定在豎直墻壁上的滑輪，它的軸位置不動(dòng)是定滑輪；固定在滑板車上的滑輪隨滑板車一起運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)滑輪．
A、對(duì)人水平方向受力分析，一個(gè)是繩子水平向左拉人的里F（大小等于人拉繩子的力F），F(xiàn)′=F=10N；對(duì)定滑輪分析，它受到三股繩子的拉力，所以豎直墻壁受到水平方向拉力F墻=3F=3×10N=30N，故A錯(cuò)；
B、對(duì)動(dòng)滑輪和滑板車整體水平方向受力分析，動(dòng)滑輪受到兩股繩子拉力，所以兩股繩子水平向左拉滑板車的力是2F，人給滑板車水平向左的摩擦力f′=f=10N，因?yàn)榛�板車勻速運(yùn)動(dòng)，所以水平方向受到的合力為0，滑板車受到地面的摩擦力f_地方向向右，大小為f_地=2F+f′=2×10N+10N=30N，故B錯(cuò)；
C、動(dòng)滑輪對(duì)滑板車的拉力F_拉=2F=2×10N=20N，動(dòng)滑輪對(duì)滑板車做功W=F_拉s=20N×1.2m=24J，拉力做功功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{24J}{3s}$=8W，故C正確；
D、對(duì)人水平方向受力分析，一個(gè)是繩子水平向左拉人的里F（大小等于人拉繩子的力F），F(xiàn)′=F=10N，在3s內(nèi)小亮的繩子移動(dòng)的距離s′=2s=2×1.2m=2.4m，在3s內(nèi)小亮的拉力做功W′=Fs′=10N×2.4m=24J，故D正確．
故選CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組時(shí)功和功率的計(jì)算，以及二力平衡條件的應(yīng)用．本題受力分析是關(guān)鍵，有時(shí)是整體受力分析，有時(shí)是單獨(dú)個(gè)體受力分析；還要注意物體勻速直線運(yùn)動(dòng)，屬于平衡狀態(tài)，受力平衡，受到的合力為0．