Question

高一物理功率

一架自动扶梯以恒定的速率v1 运送乘客上同一层楼，某乘客第一次站在扶梯不动，第二次以相对于扶梯的速率v2匀速上走，两次扶梯运客牵引力所做的功分别为W1和 W2 ； 牵引力功率分别为P1 和P2 ，则：
A. W1<W2, P1<P2 B. W1<W2 , P1=P2
C.W1=W2, P1<P2 D.W1>W2 , P1=P2
【求理由啊~】

Answer 1

P1=P2,W1>W2，因为前一种情况，乘客与电梯相对静止，可看做一个整体考虑，整体受力平衡，有牵引力F1=(G1+G2)sinθ，所以P1=F1·V1。W1=P1·V1·t1
第二种情况，乘客向上V2匀速直线运动（地面参考），电梯V1匀速直线运动，乘客受力在电梯（斜面）方向上平衡，包括重力斜下分量G1sinθ，斜向下滑动摩擦力F'，斜向上蹬力反作用力F，即F=F'+G1sinθ；而电梯也受力平衡，包括重力斜下分量G2sinθ，滑动摩擦力反作用力斜向上F'，乘客的蹬力斜向下F，牵引力F2，即F2+F'=G2sinθ+F，所以F2=(G1+G2)sinθ，则P2=F2·V1，W2=P2·V1·t2，其中t2=S/(V1+V2)<t1
因此P1=P2，W1>W2，选D
实际上第二种情况也可以做整体考虑，该整体（质心）以V2的速度向上匀速直线运动，整体受力平衡直接得到F2=(G1+G2)sinθ，摩擦力，蹬力都是内力，不参与整个系统的受力分析

Answer 2

D

Answer 3

D

Answer 4

B