Question

18．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，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． 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內小亮的拉力做功為24 J
• 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，再根據(jù)功、功率的公式進行求解即可．

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錯誤；
B、人和滑板車一起向左做勻速直線運動，把人和滑板車看作一個整體，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錯誤；
C、人和滑板車一起向左運動，則3s內繩子自由端相對于地面移動的距離：s=3s_車=3×1.2m=3.6m，
則小亮的拉力做功：W=Fs=10N×3.6m=36J，故C錯誤；
D、動滑輪對滑板車的拉力為兩段繩子的拉力，即F′=10N×2=20N，滑板車移動距離為1.2m，
則動滑輪對滑板車拉力所做的功：W′=F′s_車=20N×1.2m=24J，
動滑輪對滑板車拉力的功率：P=$\frac{W′}{t}$=$\frac{24J}{3s}$=8W，故D正確．
故選D．

點評 對滑輪組省費力情況的分析是解決本題的關鍵，在分析時應特別注意的是，人是站在滑板車上的，這樣繩子的自由端也變成了承擔拉力的單獨一段繩子，而不是僅靠定滑輪改變了一下方向．明確了這一點，再根據(jù)相關公式進行分析計算，才能得出正確的答案．