Question

14．2015年12月20日，深圳發(fā)生了“山體滑坡”事故，救援過程中，工程隊(duì)利用如圖滑輪組搬開重物進(jìn)行營救，若每個滑輪重為30N，用這個滑輪組把重300N的物體在5s內(nèi)勻速提升2m，不計繩重及摩檫，則下列說法正確的是（　　）

• A． 拉力F大小是130N
• B． 滑輪組的機(jī)械效率約為77%
• C． 拉力的功率為132W
• D． 若再增加一個滑輪組能提高機(jī)械效率

Answer 1

分析 由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則s=3h．
（1）不計繩重和摩擦，知道動滑輪重和物重，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動）求拉力大小；
（2）知道提升物體的高度和物重大小，根據(jù)W_有用=Gh求出做的有用功，
利用s=3h求出繩子自由端移動的距離，又知道拉力大小，根據(jù)W_總=Fs求出總功，
再利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出該滑輪組的機(jī)械效率；
（3）知道拉力做的功和所用的時間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出此時拉力的功率；
（4）若再增加一個動滑輪，所做的額外功會增加，據(jù)機(jī)械效率的計算公式可以判斷機(jī)械效率的變化．

解答 解：A、因?yàn)椴挥嬂K重和摩擦，
所以拉力F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動）=$\frac{1}{3}$（300N+30N）=110N，故A錯誤；
B、使用滑輪組做的有用功：
W_有=Gh=300N×2m=600J，
繩子自由端移動的距離s=3h=3×2m=6m，
則使用滑輪組做的總功：
W_總=Fs=110N×6m=660J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%
=$\frac{600J}{660J}$×100%
≈90.9%，故B錯誤；
C、此時拉力的功率是：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{660J}{5s}$=132W，故C正確；
D、在其他量不變的情況下，再增加一個動滑輪，所做的額外功會增加，
據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$×100%可知，滑輪組的機(jī)械效率會變低，故D錯誤；
故選：C．

點(diǎn)評 本題主要考查了學(xué)生對有用功、總功和滑輪組的機(jī)械效率、功率的理解和掌握，掌握好“不計繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_輪）”是本題的關(guān)鍵，熟練掌握和應(yīng)用公式及其變形式即可正確解答，具有一定綜合性．