Question

20．如圖所示，小華用此滑輪組將重為3N的物體勻速提升0.1m所用時(shí)間為2s，所用的拉力為1.2N，不計(jì)繩重及摩擦，下列說法正確的是（　�。�

• A． 繩子自由端移動(dòng)的速度為0.05m/s
• B． 拉力F的功率0.36W
• C． 滑輪組的機(jī)械效率約為83.3%
• D． 勻速上升過程中物體的機(jī)械能不變

Answer 1

分析 （1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，利用速度公式求出繩子自由端移動(dòng)的速度；
（2）不計(jì)繩重及摩擦，根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{額}}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）物體的動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能，分析機(jī)械能是否變化，就要看物體的速度、高度、質(zhì)量是否變化．

解答 解：（1）由圖可知，n=3，則繩端移動(dòng)的距離：
s=nh=3×0.1m=0.3m，
繩子自由端移動(dòng)的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.3m}{2s}$=0.15m/s，故A錯(cuò)誤；
（2）有用功：
W=Gh=3N×0.1m=0.3J，
總功：
W_總=Fs=1.2N×0.3m=0.36J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{0.36J}{2s}$=0.18W，故B錯(cuò)誤；
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{額}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.36J}$×100%≈83.3%，故C正確；
（3）勻速上升過程，物體的質(zhì)量不變、速度不變、高度變大，
所以，物體的動(dòng)能不變、重力勢能增大，機(jī)械能增大，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評 本題考查了速度、有用功、總功、機(jī)械效率、功率的計(jì)算以及機(jī)械能變化的分析，根據(jù)題圖確定n的大小（直接從動(dòng)滑輪上引出的繩子股數(shù)）是本題的突破口，靈活選用公式計(jì)算是關(guān)鍵．