Question

4．如圖所示，小明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．小明站在滑板車上拉動手中的繩子，他用30N的拉力在3s內(nèi)，使自己和滑板車一起沿水平地面勻速運(yùn)動了1.2m，滑輪重、軸摩擦和繩重均忽略不計(jì)．下列說法正確的是（　　）

• A． 滑板車對人的摩擦力方向水平向左
• B． 豎直墻壁受到的拉力為60N
• C． 滑板車受到地面的摩擦力大小為60N
• D． 動滑輪對滑板車?yán)�力的功率�?4W

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(cè)的大滑輪為定滑輪，右側(cè)的小滑輪為動滑輪．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，對小明進(jìn)行受力分析，繩子自由端的拉力對小明向左的拉力和小車對小明向右的摩擦力，故A錯誤；
B、讀圖可知，豎直墻壁受到的拉力由三段繩子承擔(dān)，每一段的拉力也等于小明作用在繩子自由端的拉力，豎直墻壁受到的拉力，即30N×3=90N，故B錯誤；
C、動滑輪對滑板車的拉力為兩段繩子的拉力，人給滑板車的摩擦力水平向左，f=F=30N，因?yàn)榛�板車勻速運(yùn)動，在水平方向整體平衡，即合力為零，滑板車做勻速直線運(yùn)動，地面對滑板車的摩擦力水平向右，大小等于3F，即f=3F=3×20N=90N，故C錯誤；
D、動滑輪對滑板車的拉力為兩段繩子的拉力，即30N×2=60N，距離為1.2m，則所做的功W′=F′s′=60N×1.2m=72J，功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{72W}{3s}$=24W，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評 對滑輪組省費(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．