物理-滑轮组受力分析(动滑轮绳段数×张力)+ 牛顿第三定律 + 二力平衡

考点:科学推理 / 物理-滑轮组受力分析(动滑轮绳段数×张力)+ 牛顿第三定律 + 二力平衡

问法模型:题干问’匀速移动时船受到的阻力’→ 识别匀速=平衡状态,以船为研究对象做水平方向受力分析,由合力为零求阻力

推理链

  1. 第1步:从题干提取’小李用60N的拉力拉绳子(质量忽略不计)’→ 轻绳上张力处处相等,均为60N;‘船体向前匀速移动’→ 船处于平衡状态
  2. 第2步:隔离人分析——绳对人施加60N向前的拉力,人相对船静止不动,故船对人施加60N向后的摩擦力;由牛顿第三定律,人给船60N向前的摩擦力
  3. 第3步:分析图中滑轮组——定滑轮固定在树上,动滑轮装在船上,绕过船上动滑轮的绳子有2段连着船,每段张力60N,故绳对船向前拉力为2×60=120N
  4. 第4步:船受到向前总拉力=120N(绳)+60N(人的摩擦)=180N,方向指向岸上的树
  5. 第5步:由匀速运动的平衡条件,水平方向水阻力=总拉力=180N;船重3000N、人质量65kg属竖直方向数据,为干扰量不参与计算
  6. 第6步:对照选项,A.39、B.60、C.120均为部分受力,只有D.180对应总拉力,故选D

最快解法:⚡ 隔离受力法+二力平衡口诀:一看’匀速’知合力为零;二数绳——连着船的绳有2段(动滑轮在船上),绳拉力=2×60=120N;三算人——人拉绳60N经静摩擦等值反向传给船(人对船60N向前);阻力=120+60=180N,秒选D

易错点

  • ⚠ 只算滑轮组对船的120N拉力,漏掉人通过摩擦传给船的60N,误选C.120
  • ⚠ 绳段数错乱:把人手握的那段绳重复计入动滑轮(其实该段作用已通过人体摩擦力体现,不能重复相加),或只按1段计算误选B.60
  • ⚠ 被船重3000N、人质量65kg等竖直方向数据干扰,试图用重力/摩擦系数求阻力(此为命题人设置的无关干扰量)

母题抽象

🧩 当题干出现’人站在船/车上通过滑轮组拉绳且整体匀速运动’时,用隔离法分别对人、船做水平受力分析:人拉绳的力经静摩擦等值传给船,绳对船拉力=连船绳段数×张力,匀速时阻力=两者之和,题中重力类数据多为干扰量

同类特征:人站在船上拉绳、树与船之间滑轮组(树固定滑轮+船载动滑轮)、匀速移动→平衡状态、已知拉力60N、求水对船的阻力、船重3000N与人质量65kg为干扰数据

相关题

(暂无)


题干

如图,质量为65kg的小李站在重为3000N的铁皮船上,船体与陆地上的树木之间用滑轮组连接,小李用60N的拉力拉绳子(质量忽略不计)时,船体向前匀速移动,那么船在水中受到的阻力为(  )N。

选项

  • A. 39
  • B. 60
  • C. 120
  • D. 180 ✅

官方解析

绳子对人有60N的拉力,人没动,是因为船给人向后60N的摩擦力,故人给船60N向前的摩擦力。另外,由于滑轮组有两条绳子连着船上,故船受到绳子的拉力为120N。因此船受到的总拉力为N。

故正确答案为D。

给定材料

(无)

疑点(官方解析可能有误,待人工复核)

官方解析末句’因此船受到的总拉力为N’漏印数值,按其思路应为60N+120N=180N;逻辑链条与答案D完全一致,不影响解题结论