Question

4．工人利用如圖所示的滑輪組將一個(gè)重為300N的物體沿豎直方向在10s內(nèi)勻速提升2m，所用的拉力為150N．以下關(guān)于滑輪組的有關(guān)說(shuō)法正確的是（不計(jì)繩重和摩擦）（　　）

• A． 10s內(nèi)拉力F的功率為30W
• B． 動(dòng)滑輪重150N，10s內(nèi)滑輪組的機(jī)械效率約為66.7%
• C． 在勻速提升重物的過程中，滑輪組的機(jī)械能不變
• D． 若再用該滑輪組豎直勻速提升750N的重物，機(jī)械效率不變

Answer 1

分析 （1）明確繩子的段數(shù)，得出繩子距離和高度的關(guān)系，再根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs可求出拉力做的功，即總功；再根據(jù)W=Gh求出有用功；然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出滑輪組的效率．
（2）動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)；重力勢(shì)能與質(zhì)量和高度有關(guān)；
（3）根據(jù)題目中的條件，明確額外功、有用功的情況，可分析機(jī)械效率的變化．

解答 解：A、重物由3段繩子承擔(dān)，故繩子移動(dòng)的距離為：s=3h=3×2m=6m；
拉力做功為：W_總=Fs=150N×6m=900J；
功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{900J}{10s}$=90W；故A錯(cuò)誤；
B、不計(jì)繩重和摩擦，則有：F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_輪），即150N=$\frac{1}{3}$（300N+G_輪），故G_輪=150N；
有用功為：W_有=Gh=300N×2m=600J；
機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{600J}{900J}$=66.7%；故B正確；
C、在勻速提升重物的過程中，由于動(dòng)能不變，重力勢(shì)能變大，故滑輪組的機(jī)械能變大；故C錯(cuò)誤；
D、若再用該滑輪組豎直勻速提升750N的重物，有用功變大，但額外功不變，故機(jī)械效率變大；故D錯(cuò)誤；
故選B

點(diǎn)評(píng) 熟練運(yùn)用計(jì)算功、功率、機(jī)械效率的公式，明確影響機(jī)械能的因素，會(huì)分析機(jī)械效率的變化情況；是解答此題的關(guān)鍵．