精英家教網(wǎng)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、軸摩擦和繩重忽略不計(jì).下列說法中正確的是( 。
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,豎直墻壁受到的拉力由三段繩子承擔(dān),每一段的拉力等于小亮作用在繩子自由端的拉力,因此,墻壁所受拉力為10N×3=30N,故A錯(cuò)誤;
B、讀圖可知,滑板車受到的阻力同樣由三段繩子承擔(dān),每一段的拉力也等于小亮作用在繩子自由端的拉力,當(dāng)滑板車作均速運(yùn)動(dòng)時(shí),受到平衡力的作用,由車與地面的摩擦阻力與總的拉力相等,即10N×3=30N,故B錯(cuò)誤;
C、3s內(nèi)人相對(duì)于繩子自由端移動(dòng)的距離s=3×1.2m=3.6m,則拉力所做的功為W=Fs=10N×3.6m=36J,故C正確;
D、動(dòng)滑輪對(duì)滑板車的拉力為兩段繩子的拉力,即10N×2=20N,距離為1.2m,則所做的功W′=F′s′=20N×1.2m=24J,功率P=
W
t
=
24
3
=8W,故D錯(cuò)誤.
故選C.
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.
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