Question

如圖所示用滑輪和桶組成的裝置來提水，已知滑輪重4N，桶重6N，桶中水重50N，現將這桶水在20s內勻速提升5m，（不計繩重和摩擦）則下列說法中正確的是（ ）

A．繩子移動的速度0.25m/s
B．利用該裝置做的有用功是280J
C．拉力做的功為600J
D．該裝置的機械效率為83.3%

Answer 1

【答案】分析：①使用動滑輪時，手拉繩子的速度是物體上升速度的2倍；
②已知水重和提升的高度，利用公式W_有用=Gh得到有用功；
③使用動滑輪時，不考慮繩重和摩擦，提起物體所用的拉力是物重、桶重和動滑輪重的；繩子拉下的長度是物體上升高度的2倍；
已知拉力和繩子拉下的長度，利用公式W_總=FS得到拉力做的功；
④已知有用功和總功，利用公式η=計算機械效率．
解答：解：
A、水上升的速度為v₁===0.25m/s
手拉繩子的速度為v₂=2v₁=2×0.25m/s=0.5m/s．此選項錯誤；
B、拉力做的有用功為W_有用=Gh=50N×5m=250J．此選項錯誤；
C、手施加的拉力為F=（G+G）=×（50N+4N+6N）=30N
手拉繩子的長度為S=2h=2×5m=10m
拉力做的總功為W_總=FS=30N×10m=300J．此選項錯誤；
D、動滑輪的機械效率為η==≈83.3%．此選項正確．
故選D．
點評：使用動滑輪或滑輪組時，一定首先正確數出作用在動滑輪上的繩子的股數，然后判斷省力情況和繩子拉下的長度和速度大小．