Question

【題目】農(nóng)村常有家庭挖井取水，小明同學(xué)某次用如圖甲所示的滑輪組提土?xí)r，將重為100N的土以0.25m/s的速度從井中勻速提升，此時(shí)拉力做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示．求：（不考慮繩重和摩擦）
（1）拉力的功率；
（2）滑輪組的機(jī)械效率
（3）拉力的大小
（4）求動(dòng)滑輪重力．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖乙可知，t=20s時(shí)，拉力做的功W總=800J，

則拉力的功率：

P= = =40W；

答：拉力的功率為40W；

（2）解：由v= 可得，土20s內(nèi)提升的高度：

h=vt=0.25m/s×20s=5m，

有用功：

W有=Gh=100N×5m=500J，

則滑輪組的機(jī)械效率：

η= ×100%= ×100%=62.5%；

答：滑輪組的機(jī)械效率為62.5%；

（3）解：由圖可知，n=2，則繩端移動(dòng)的距離：

s=nh=2×5m=10m，

由W=Fs可得，拉力的大�。�

F= = =80N；

答：拉力的大小為80N；

（4）解：不考慮繩重和摩擦，由F= （G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪重力：

G動(dòng)=nF﹣G=2×80N﹣100N=60N．

答：動(dòng)滑輪重力為60N．

【解析】（1）由圖乙可知，t=20s時(shí)拉力做的功，根據(jù)P= 求出拉力的功率；（2）知道土運(yùn)動(dòng)的速度，根據(jù)s=vt求出20s內(nèi)土運(yùn)動(dòng)的距離，根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)η= ×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；（3）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力的大��；（4）不考慮繩重和摩擦，根據(jù)F= （G+G動(dòng)）求出動(dòng)滑輪重力．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用滑輪組繩子拉力的計(jì)算和滑輪（組）的機(jī)械效率的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案，需要掌握1、根據(jù)題意確定重物和動(dòng)滑輪的重力由幾段繩承擔(dān)，用n 表示．2、確定重物的上升距離，和拉力F 的繩端的移動(dòng)距離；重物的上升距離為:h則拉力F 的繩端的移動(dòng)距離就是：nh；3、看是否計(jì)動(dòng)滑輪的重力．（繩重與摩擦一般情況都不計(jì)）當(dāng)不計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)G物 ；當(dāng)計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)（G物 + G輪）；關(guān)于滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算：W有用 = G·h；W總 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W總 （2)η= W有用 / W總 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)．