Question

18．如圖所示，聰明愛玩的小亮將一個(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．小亮站在滑板車上拉動(dòng)手中的繩子，他用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)．下列說法中正確的是（　�。�

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

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)，再根據(jù)功、功率的公式進(jìn)行求解即可．

解答 解：
A、讀圖可知，豎直墻壁受到三段繩子的拉力，每一段繩子的拉力等于小亮作用在繩子自由端的拉力，
因此，墻壁所受拉力：F_墻=3F=3×10N=30N，故A錯(cuò)誤；
B、人和滑板車一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，把人和滑板車看作一個(gè)整體，在水平方向上整體受到向左的三段繩子的拉力和地面對(duì)滑板車向右的阻力；
由力的平衡條件可知，滑板車受到地面的阻力與三段繩子的拉力相等，即f=3F=3×10N=30N，故B錯(cuò)誤；
C、人和滑板車一起向左運(yùn)動(dòng)，則3s內(nèi)繩子自由端相對(duì)于地面移動(dòng)的距離：s=3s_車=3×1.2m=3.6m，
則小亮的拉力做功：W=Fs=10N×3.6m=36J，故C錯(cuò)誤；
D、動(dòng)滑輪對(duì)滑板車的拉力為兩段繩子的拉力，即F′=10N×2=20N，滑板車移動(dòng)距離為1.2m，
則動(dòng)滑輪對(duì)滑板車?yán)�力所做的功：W′=F′s_車=20N×1.2m=24J，
動(dòng)滑輪對(duì)滑板車?yán)�力的功率：P=$\frac{W′}{t}$=$\frac{24J}{3s}$=8W，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)滑輪組省費(fèi)力情況的分析是解決本題的關(guān)鍵，在分析時(shí)應(yīng)特別注意的是，人是站在滑板車上的，這樣繩子的自由端也變成了承擔(dān)拉力的單獨(dú)一段繩子，而不是僅靠定滑輪改變了一下方向．明確了這一點(diǎn)，再根據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行分析計(jì)算，才能得出正確的答案．