Question

10．如圖所示晾衣裝置，每個滑輪重為0.5N，晾衣桿重4N．小明要用力F=20N的力提升總質(zhì)量為5.6kg的三件衣服，他用拉力F豎直向下勻速拉動繩的自由端，在2s內(nèi)，繩端勻速豎直下拉了1m．則下列判斷正確的是（g取10N/kg）（　　）

• A． 滑輪組的有用功率為28W
• B． 拉力F做功的功率為20W
• C． 滑輪組的機械效率為70%
• D． 在2s內(nèi)，人做的總功為40J

Answer 1

分析 （1）知道衣服質(zhì)量，利用G=mg求其重力；由圖知，使用滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)n，則s=nh，可求2s內(nèi)衣服上升的距離，利用W=Gh求有用功，再利用P=$\frac{W}{t}$求滑輪組的有用功率；
（2）利用W=Fs求在2s內(nèi)人做的總功，
（3）利用P=$\frac{W}{t}$求拉力F做功的功率；
（4）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）衣服重力G_衣服=m_衣服g=5.6kg×10N/kg=56N；
由圖知，n=4，則s=4h，則2s內(nèi)衣服上升的距離：
h=$\frac{1}{4}$s=$\frac{1}{4}$×1m=0.25m，
有用功：
W_有用=G_衣服h=56N×0.25m=14J，
滑輪組的有用功率：
P_有用=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{14J}{2s}$=7W，故A錯；
（2）在2s內(nèi)，人做的總功：
W_總=Fs=20N×1m=20J，故D錯；
（3）拉力F做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{20J}{2s}$=10W，故B錯；
（4）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{14J}{20J}$×100%=70%，故C正確．
故選C．

點評 此題主要考查了功、功率、機械效率的計算，難度不大，關(guān)鍵是區(qū)分有用功和總功．