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15.如图所示,重为100N的物体A,在拉力F的作用下,以20cm/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动,若拉力F=5N,滑轮组的机械效率为60%,则下列说法正确的是(  )
A.拉力F的有用功率是20W
B.2s内绳子自由端移动的距离是1.2m
C.5s内拉力F所做功的大小是5J
D.物体A受到水平地面的摩擦力大小是9N

分析 AD、由图可知,克服摩擦力做的功为有用功,W有用=fs,利用机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F×3{s}_{物}}$=$\frac{f}{3F}$求物体A受到水平地面的摩擦力,再利用P=fv求拉力F的有用功率;
B、利用s=vt求2s内绳子自由端移动的距离;
C、利用W=Pt求5s内拉力F所做功.

解答 解:
AD、由图可知,克服摩擦力做的功为有用功,W有用=fs
使用滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{f{s}_{物}}{Fs}$=$\frac{f{s}_{物}}{F×3{s}_{物}}$=$\frac{f}{3F}$=60%,
则物体A受到水平地面的摩擦力:
f=3F×60%=3×5N×60%=9N,
拉力F的有用功率:
P有用=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{f{s}_{物}}{t}$=fv=9N×0.2m/s=1.8W.故A错、D正确;
B、根据v=$\frac{s}{t}$可得,2s内绳子自由端移动的距离:s=vt=0.6m/s×2s=1.2m,故B正确;
C、由P=$\frac{W}{t}$可得,5s内拉力F所做功:W=Pt=3W×5s=15J,故C错;
故选BD.

点评 本题考查了使用滑轮组功、功率、机械效率计算公式的应用,知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键.

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次数ρ/(kg/m3L/mH/mF/N
11.0×1030.10.15
21.0×1030.20.110
31.0×1030.10.220
40.8×1030.20.18
50.8×1030.20.232
(1)F=k,其中k=ρLH2(填上数值和单位).将数据表格形式变成公式形式,这里运用的科学方法是等价变换法.
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