Question

3．如圖所示，聰明愛玩的小亮將一個滑輪固定在豎直墻壁上，另一個固定在自己的滑板車上，用繩子將兩個滑輪組裝成滑輪組．小亮站在滑板車上拉動手中的繩子，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動了1.2m．滑輪重、軸摩擦和繩重均忽略不計．下列說法中正確的是（　　）

• A． 滑板車對人的摩擦力大小為10N
• B． 豎直墻壁受到的拉力為20N
• C． 滑板車受到地面的摩擦力大小為20N
• D． 動滑輪對滑板車拉力的功率為8W

Answer 1

分析 以整個裝置為研究對象，這是一個由兩個滑輪組成的滑輪組，左側的大滑輪為定滑輪，右側的小滑輪為動滑輪．從圖中可以看出，左側墻壁受到的拉力由三段繩子分擔，而小車受到的拉力同樣由三段繩子承擔，分別對人、定滑輪、動滑輪和滑板車整體進行受力分析，利用力的平衡求滑板車對人的摩擦力、豎直墻壁受到的拉力、滑板車受到地面的摩擦力；再利用功、功率的公式求動滑輪對滑板車拉力的功率．

解答 解：
由圖知，使用了兩個滑輪，固定在豎直墻壁上的滑輪，它的軸位置不動是定滑輪；固定在滑板車上的滑輪隨滑板車一起運動，是動滑輪．
A、對人水平方向受力分析，一個是繩子水平向左拉人的里F（大小等于人拉繩子的力F），F(xiàn)′=F=10N，另一個力是滑板車對人的摩擦力f，方向水平向右．因為人和滑板車一起沿水平地面勻速運動，所以人水平方向受到的二力平衡，所以滑板車對人的摩擦力f=F′=F=10N，故A正確；
B、對定滑輪分析，它受到三股繩子的拉力，所以豎直墻壁受到水平方向拉力F墻=3F=3×10N=30N，故B錯；
C、對動滑輪和滑板車整體水平方向受力分析，動滑輪受到兩股繩子拉力，所以兩股繩子水平向左拉滑板車的力是2F，人給滑板車水平向左的摩擦力f′=f=10N，因為滑板車勻速運動，所以水平方向受到的合力為0，滑板車受到地面的摩擦力f_地方向向右，大小為f_地=2F+f′=2×10N+10N=30N，故C錯；
D、動滑輪對滑板車的拉力F_拉=2F=2×10N=20N，動滑輪對滑板車做功W=F_拉s=20N×1.2m=24J，拉力做功功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{24J}{3s}$=8W，故D正確．
故選AD．

點評 本題考查了使用滑輪組時功和功率的計算，以及二力平衡條件的應用．本題受力分析是關鍵，有時是整體受力分析，有時是單獨個體受力分析；還要注意物體勻速直線運動，屬于平衡狀態(tài)，受力平衡，受到的合力為0．