Question

2．如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為100N的物體勻速提起，在5s時(shí)間內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3m．圖乙是滑輪組工作時(shí)的拉力F與繩自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系圖．請(qǐng)回答下列問題：
（1）計(jì)算物體上升的速度．
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是功，并計(jì)算出該物理量的大小．
（3）計(jì)算滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)滑輪組承擔(dān)總重的繩子段數(shù)n計(jì)算出物體上升的高度，再根據(jù)v=$\frac{s}{t}$計(jì)算物體上升的速度；
（2）根據(jù)橫縱坐標(biāo)表示的單位和數(shù)值以及其數(shù)值變化關(guān)系確定該物理量，并計(jì)算其大�。�
（3）根據(jù)機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）滑輪組由三段繩子承擔(dān)總重，s=3h，h=$\frac{1}{3}$s=$\frac{1}{3}$×3m=1m，
物體上升的速度v=$\frac{h}{t}$=$\frac{1m}{5s}$=0.2m/s；
（2）縱坐標(biāo)表示力的大小為40N，大小不變，橫坐標(biāo)表示距離，大小為3m，
所以陰影部分表示力所做的功W=Fs=40N×3m=120J；
（3）滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{100N×h}{40N×3h}$×100%=$\frac{100N}{120N}$×100%≈83.3%．
答：（1）物體上升的速度0.2m/s．
（2）功的大小為120J．
（3）滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率為83.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了動(dòng)滑輪的特點(diǎn)和速度、功、機(jī)械效率公式的靈活運(yùn)用，能夠正確識(shí)圖和辨別滑輪組承擔(dān)總重的繩子的段數(shù)是解題的關(guān)鍵．