Question

18．如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為120N的物體勻速提起，在5s時間內(nèi)繩子自由端移動的距離為s=3m．圖乙是滑輪組工作時的拉力F與繩自由端移動距離s的關(guān)系圖．

（1）計算物體上升的速度；
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是功，并列式計算出該物理量；
（3）計算滑輪組提升該重物時的機械效率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)s=3h求出物體上升的高度，再根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出上升速度；
（2）圖乙中橫軸表示繩自由端移動距離s，縱軸表示拉力大小F，陰影部分是一個長方形，陰影部分面積表示力和距離成績，即為功；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F3h}$=$\frac{G}{3F}$求出機械效率．

解答 解：
（1）由圖可知n=3，則物體上升高度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）圖乙中橫軸表示繩子自由端移動距離s，縱軸表示拉力大小F，陰影部分是一個長方形，陰影部分的面積表示力和距離乘積，即為功；
W=Fs=50N×3m=150J；
（3）滑輪組提升該重物時的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{120N}{3×50N}$×100%=80%．
答：（1）物體上升的速度0.2m/s；
（2）功；該物理量為150J；
（3）滑輪組提升該重物時的機械效率80%．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對滑輪組省力特點、功的計算、機械效率計算公式及其變形公式的理解和掌握，弄明白圖中陰影部分面積的含義是解決此題的關(guān)鍵．