Question

20．如圖，用滑輪組提升重物時，將重60N的物體在10s內勻速提升了3m，已知動滑輪重為10N（不計繩重和摩擦），則提升重物的過程中正確的是（　　）

• A． 滑輪組的機械效率為60%
• B． 繩子自由端拉力F的大小為30N
• C． 提升物體的過程中所做額外功為60J
• D． 繩子自由端拉力F的功率為21W

Answer 1

分析 （1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數，不計繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服動滑輪重力和物體重力做的功為總功，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動}）h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$求出滑輪組的機械效率；
（2）不計繩重和摩擦，根據F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）求出繩子自由端拉力F的大��；
（3）不計繩重和摩擦，克服動滑輪重力做的功為額外功，根據W=Gh求出其大�。�
（4）根據W=Gh求出拉力做的總功，根據P=$\frac{W}{t}$求出拉力F的功率．

解答 解：由圖可知，n=3．
A．不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動}）h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$=$\frac{60N}{60N+10N}$×100%≈85.7%，故A錯誤；
B．不計繩重和摩擦，繩子自由端拉力F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）=$\frac{1}{3}$（60N+10N）≈23.3N，故B錯誤；
C．不計繩重和摩擦，提升物體的過程中所做額外功W_額=G_動h=10N×3m=30J，故C錯誤；
D．拉力做的總功W_總=（G+G_動）h=（60N+10N）×3m=210J，拉力的功率P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{210J}{10s}$=21W，故D正確．
故選D．

點評 本題考查了滑輪組機械效率和繩端拉力、做功公式、功率公式的應用，明確有用功和總功、額外功是關鍵．