Question

4．如圖所示，用滑輪組提升重物時，重600N的物體在20s內勻速上升了4m，巳知動滑輪重為50N，則提升重物的過程中（不計繩重和摩擦）（　　）

• A． 滑輪組對重物做的功為2400J
• B． 繩子自由端拉力F的功率為260W
• C． 滑輪組的機械效率為55.6%
• D． 提升的重物變為400N時，滑輪組的機械效率將變小

Answer 1

分析 （1）利用W=Gh求滑輪組對重物做的功；
（2）由圖知，使用的滑輪組承擔物重的繩子股數n=2，不計摩擦和繩重，拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動），拉力端移動距離s=2h，利用W=Fs求拉力做的總功，再利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求滑輪組的機械效率；
（4）提高滑輪組機械效率的方法：一是增大提升的物重，二是通過減小摩擦、減小動滑輪重來減小額外功．

解答 解：
A、滑輪組對重物做的功：W_有用=Gh=600N×4m=2400J，故A正確；
B、由圖知n=2，不計摩擦和繩重，拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動）=$\frac{1}{2}$（600N+50N）=325N，
拉力端移動距離s=2h=2×4m=8m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=325N×8m=2600J，
拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{2600J}{20s}$=130W，故B錯；
C、滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{2400J}{2600J}$×100%≈92.3%，故C錯；
D、提升的重物變為400N時，提升的重物重力減小，額外功幾乎不變，有用功與總功比值變小，滑輪組的機械效率將變小，故D正確．
故選AD．

點評 本題考查了使用滑輪組功的計算、功率的計算、機械效率的計算，搞清各力與距離之間的對應關系，熟練運用相關公式是解決此題的關鍵．