Question

4．如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為G=105N的物體勻速提起，在t=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）計算拉力F的功率．
（3）計算滑輪組提升該重物時的機(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計算出物體上升的高度，再根據(jù)v=$\frac{s}{t}$計算物體上升的速度；
（2）根據(jù)W=Fs計算拉力所做的功，然后利用P=$\frac{W}{t}$可求得拉力F的功率；
（3）根據(jù)機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$計算滑輪組的機(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50N，大小不變，s=3m，
所以拉力所做的功W=Fs=50N×3m=150J；
拉力F的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{150J}{5s}$=30W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{105N×h}{50N×3h}$×100%=70%．
答：（1）物體上升的速度0.2m/s．
（2）拉力F的功率為30W．
（3）滑輪組提升該重物時的機(jī)械效率為70%．

點評 本題考查了動滑輪的特點和速度、功、機(jī)械效率公式的靈活運用，能夠正確識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．