题目内容

(2013?成都)如图1所示,建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶,动滑轮重为15N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中,水泥桶上升的高度h随时间t变化的关系如图2所示.由此可知.
分析:(1)由图2水泥桶上升的高度h随时间t变化关系可知水泥桶匀速上升,由图知在10s内上升了3m,利用速度公式求水泥桶匀速上升的速度;
(2)从滑轮组的结构图上得出直接从动滑轮上引出的绳子股数n,则s=nh,
由图知0~10s内水泥桶上升的高度,求出拉力端移动的距离;
不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,利用F=
1
3
(G+G)求拉力大小,再利用W=Fs求拉力做的功;
(3)利用s=vt求出0~8s内水泥桶上升的高度,利用W=Gh求建筑工人对水泥桶做的功;
(4)上面求出了拉力F,再求出拉力端移动的速度,利用P=Fv求建筑工人对绳的拉力的功率.
解答:解:
A、由图知水泥桶在10s内上升了3m,水泥桶匀速上升的速度:
v=
s
t
=
3m
10s
=0.3m/s,故A错;
B、由图知0~10s内水泥桶上升的高度h1=3m,拉力端移动的距离s=3h1=3×3m=9m,
∵不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,
∴F=
1
3
(G+G)=
1
3
(285N+15N)=100N,
拉力做的功:
W=Fs=100N×9m=900J,故B正确;
C、在0~8s内水泥桶上升的高度h2=vt=0.3m/s×8s=2.4m,
建筑工人对水泥桶做的功:
W=Gh2=285N×2.4m=684J,故C正确;
D、拉力端移动的速度:
v′=3v=3×0.3m/s=0.9m/s,
建筑工人对绳的拉力的功率:
P=Fv′=100N×0.9m/s=90W,故D错.
故选BC.
点评:本题虽然是选择题,其实是一道比较复杂的计算题,考查了学生的识图能力,同时考查了学生对功的公式、功率的公式、滑轮组s=nh的理解和运用,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,利用F=
1
3
(G+G)求拉力大小是本题的关键.
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