Question

13．如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105N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．
（1）在5秒內(nèi)物體上升的高度是1m；物體上升的速度是0.2m/s．
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是總功．
（3）拉力F的功率是30W．
（4）計(jì)算滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出物體上升的高度，利用速度公式求出物體上升的速度；
（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)算其大小；
（3）根據(jù)W=Fs計(jì)算出功，由P=$\frac{W}{t}$得出功率；
（4）根據(jù)機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）由圖示滑輪組可知，承重繩子的有效股數(shù)n=3，
由s=nh可得，物體上升的高度：
h=$\frac{s}{n}$=$\frac{3m}{3}$=1m，
則物體上升的速度：
v=$\frac{h}{t}$=$\frac{1m}{5s}$=0.2m/s；
（2）縱坐標(biāo)表示拉力的大小，橫坐標(biāo)為繩端移動(dòng)的距離，所以二者乘積Fs為總功；
（3）根據(jù)圖可知，拉力所做的總功W=Fs=50N×3m=150J；
所以功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{150J}{5s}$=30W；
（4）滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{105N×1m}{150J}$×100%=70%．
故答案為：（1）1；0.2；（2）總功；（3）30；（4）機(jī)械效率為70%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了速度、功、機(jī)械效率和功率的計(jì)算，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．