Question

4．質量為2kg的物體A放在水平地面上，利用如圖所示的裝置使物體A以0.1m/s的速度做勻速直線運動，拉力F始終保持水平，彈簧測力計的示數為6N，若地面對物體的摩擦力為9N，不計彈簧測力計、滑輪及繩重，下面判斷正確的是（　　）

• A． 繩子自由端移動的速度為0.2m/s
• B． 拉力的功率為1.2W
• C． 2s內克服地面對物體摩擦力做功3.6J
• D． 滑輪組的機械效率為75%

Answer 1

分析 （1）由圖知，使用的是動滑輪，n=2，拉力端移動的速度等于物體移動速度的2倍；
（4）利用P=Fv求拉力的功率；
（3）F做的功可由F與S的乘積：W=FS求得；
（4）求出克服摩擦做的功（有用功），以及總功，利用效率公式求該裝置的效率．

解答 解：
A、由圖知，使用的是動滑輪，則n=2，
繩子自由端移動的速度v=2v_物=2×0.1m/s=0.2m/s，故A正確；
B、拉力的功率：P=Fv=6N×0.2m/s=1.2W，故B正確；
C、2s內物體通過的距離s_物=v_物t=0.1m/s×2s=0.2m；
則克服地面對物體摩擦力做功：W_有用=fs_物=9N×0.2m=1.8J；故C錯誤；
D、由C可知W_有用=1.8J，
物體通過的距離s_物=0.2m，繩子自由端移動的距離為s=2s_物=2×0.2m=0.4m，
拉力做的總功：W_總=Fs=6N×0.4m=2.4J；
機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.8J}{2.4J}$×100%=75%，故D正確．
故選ABD．

點評 此題的綜合性較強，有二力平衡條件的應用，動滑輪及其工作特點，功和功率的計算、機械效率的計算，本題難度不大，是一道基礎題．