践行者初中物理力学典题详解第211

5.将完全相同的物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好能够匀速下降：若对物体A施加一个水平向右10N的拉力F1，可以使物体B以0.1m/s的速度匀速上升；若将物体B取下放置在A的正上方，并对动滑轮施加一个竖直向下16N的拉力F2，可以使A、B一起水平向左做匀速直线运动。忽略绳重及摩擦，不增减器件。下列说法正确的是（）

A.B匀速下降时，A受到的摩擦力为5N

B.动滑轮的重力为6N

C.B匀速上升时，拉力F1的功率为1W

D.该滑轮组的机械效率最大为75%

解析:1物理情景一:B匀速下滑时:

设GA=GB=G物，动滑轮重为G动，

1.1对A进行受力分析，

可知它在水平方向共受到两个力:

①方向水平向左，绳对它的拉力T，

②方向水平向右，地面对它的摩擦力f，

由平衡条件可知:T=f，

又由相互作用力性质可知:

动力F=T；

1.2对滑轮组进行分析可知:

①n=2，

②忽略绳重及摩擦，

所以F=(G物+G动)/2

所以f=T=F=(G物+G动)/2；❸

2物理情景二:对A施加一个向左的拉力F1，

且B匀速上升时:

2.1对A进行水平方向爱力分析，可知它在水平方向共受到以下三个力:

①方向水平向右，拉力F1，且知F1=10N，

②方向水平向左，绳对A的拉力T，

且知T'=F=(G物+G动)/2，

③方向水平向左，地面对A的摩擦力f，

且f=(G物+G动)/2，

由平衡条件可知:F1=T+f

=(G物+G动)/2+(G物+G动)/2

=G物+G动，

所以G物+G动=10N；❶

2.2由题意可知:VB=0.1m/s；

3当AB重叠在一起，且在拉力F2的作用下，

向右匀速运动时:

3.1对A进行受力分析，

可知它共受到以下几个力:

①方向水平向左，绳对它的拉力T'，

②方向水平向右，地面对它的摩擦力2f，

且2f=2×(G物+G动)/2=G物+G动，

则由平衡条件可知:T'=2f=G物+G动；

3.2对滑轮组进行分析可知:

①F2=16N，

②n=2，

则动力F'=(F2+G动)/n

=(16N+G动)/2，

又由相互作用力性质可知:

T'=F'=(16N+G动)/2，

所以G物+G动=(16N+G动)/2，

即2G物+G动=16N；❷

由❶❷联立方程，

解得G物=6N，G动=4N，❹

所以B错误；

4将❹代入❸可知f=5N，

所以A正确；

5因为F1=10N，

v绳=nvB=2×0.1m/s=0.2m/s，

所以P1=F1v绳=2W，

所以C错误；

6因为F2=16N，GB=6N，

所以F2>GB，

所以当AB一起向左做匀速运动时，

滑轮组的机械效率最大，

且ηmax=F2/(F2+G动)×100%

=16N/(16N+4N)×100%

=80%，所以D错误；

综上:A正确。

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