Question

10．如圖所示滑輪組，每個滑輪重50N，用這個滑輪組把質量為45kg的重物在2s內勻速提升2m，不計繩重和摩擦，下列說法中正確的是（g=10N/kg）（　�。�

• A． 作用在繩自由端的拉力F為150N
• B． 在2s內做的有用功為90J
• C． 該套裝置的機械效率為90%
• D． 若所掛物體越重，該滑輪組機械效率越小

Answer 1

分析 （1）已知物體質量，可以得到重力；不計繩重和摩擦，作用在繩子自由端的拉力是物重和動滑輪重的n分之一；
（2）根據P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$求出拉力的功率；
（3）根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$即可求出滑輪組的機械效率；
（4）在動滑輪重一定時，物重越大，滑輪組的機械效率越高．

解答 解：
A、物體受到的重力為G=mg=45kg×10N/kg=450N；
由圖知：承擔物重的繩子有3段，作用在繩子自由端的拉力為F=$\frac{1}{3}$（G+G_動）=$\frac{1}{3}$×（450N+50N）≈167N，故A錯誤；
B、在2s內拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=$\frac{500N×3×2m}{2s}$=1500W，故B錯誤；
C、滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{450N}{3×\frac{500}{3}N}$×100%=90%，故C正確；
D、不計繩重和摩擦，動滑輪重力一定，滑輪組提起的物重越大，有用功越多，但額外功不變，所以機械效率越高，故D錯誤．
故選C．

點評 此題考查了滑輪組的特點、機械效率的計算及影響因素和功率的計算，屬于力學綜合題，包含了力學主要的公式或規律，正確判斷承擔物重的繩子段數等．