Question

3．質量是5kg的物體A放在水平桌面上，利用如圖所示的裝置使動滑輪以0.5m/s的速度做勻速直線運動，彈簧測力計始終保持水平，其示數為1N，不計繩子的伸長和滑輪組內部的摩擦，則（　�。�

• A． 繩端的拉力為3N
• B． 在2s內拉力F做功6J
• C． 水平桌面對物體A的摩擦力為2N
• D． 若要考慮繩與滑輪間的摩擦且整個裝置機械效率為80%，則A受桌面摩擦力為2.4N

Answer 1

分析 （1）由圖知，滑輪組由一股繩子纏繞而成，作用在繩端的拉力等于彈簧測力計的示數；
（2）利用s=vt求物體A在2s內通過的距；由圖可知，承擔物體A受到摩擦力的繩子股數n=3，繩子自由端移動的距離等于物體移動距離的3倍，利用W=Fs求在2s內拉力F做功；
（3）不計繩子的伸長和滑輪組內部的摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$f，可求物體A受到的摩擦力；
（4）若要考慮繩與滑輪間的摩擦，整個裝置機械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=80%，可求克服摩擦做的功，再利用W=fs求A受桌面摩擦力大�。�

解答 解：
A、因為彈簧測力計的示數是1N，所以作用在繩端的拉力F=1N，故A錯；
B、物體A在2s內通過的距離：s_物=vt=0.5m/s×2s=1m，由圖可知，承擔摩擦力的繩子股數n=3，繩子自由端移動的距離s=3s_物=3×2m=6m，在2s內拉力F做功W_總=Fs=1N×6m=6J，故B正確；
C、不計繩子的伸長和滑輪組內部的摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$f，則摩擦力f=3F=3×1N=3N，故C錯；
D、若要考慮繩與滑輪間的摩擦，整個裝置機械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=80%，W_有用=η×W_總=80%×6J=4.8J，由W_有用=fs得：f=$\frac{{W}_{有用}}{s}$=$\frac{4.8J}{1m}$=4.8N，故D錯．
故選B．

點評 本題考查了使用滑輪組有用功、總功的計算，由于是水平使用滑輪組，知道克服摩擦做的功為有用功是關鍵．