Question

4．质量为2kg的物体A放在水平地面上，利用如图所示的装置使物体A以0.1m/s的速度做匀速直线运动，拉力F始终保持水平，弹簧测力计的示数为6N，若地面对物体的摩擦力为9N，不计弹簧测力计、滑轮及绳重，下面判断正确的是（　　）

• A． 绳子自由端移动的速度为0.2m/s
• B． 拉力的功率为1.2W
• C． 2s内克服地面对物体摩擦力做功3.6J
• D． 滑轮组的机械效率为75%

Answer 1

分析 （1）由图知，使用的是动滑轮，n=2，拉力端移动的速度等于物体移动速度的2倍；
（4）利用P=Fv求拉力的功率；
（3）F做的功可由F与S的乘积：W=FS求得；
（4）求出克服摩擦做的功（有用功），以及总功，利用效率公式求该装置的效率．

解答 解：
A、由图知，使用的是动滑轮，则n=2，
绳子自由端移动的速度v=2v_物=2×0.1m/s=0.2m/s，故A正确；
B、拉力的功率：P=Fv=6N×0.2m/s=1.2W，故B正确；
C、2s内物体通过的距离s_物=v_物t=0.1m/s×2s=0.2m；
则克服地面对物体摩擦力做功：W_有用=fs_物=9N×0.2m=1.8J；故C错误；
D、由C可知W_有用=1.8J，
物体通过的距离s_物=0.2m，绳子自由端移动的距离为s=2s_物=2×0.2m=0.4m，
拉力做的总功：W_总=Fs=6N×0.4m=2.4J；
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.8J}{2.4J}$×100%=75%，故D正确．
故选ABD．

点评 此题的综合性较强，有二力平衡条件的应用，动滑轮及其工作特点，功和功率的计算、机械效率的计算，本题难度不大，是一道基础题．