Question

14．2015年12月20日，深圳发生了“山体滑坡”事故，救援过程中，工程队利用如图滑轮组搬开重物进行营救，若每个滑轮重为30N，用这个滑轮组把重300N的物体在5s内匀速提升2m，不计绳重及摩檫，则下列说法正确的是（　　）

• A． 拉力F大小是130N
• B． 滑轮组的机械效率约为77%
• C． 拉力的功率为132W
• D． 若再增加一个滑轮组能提高机械效率

Answer 1

分析 由图可知，承担物重的绳子股数n=3，则s=3h．
（1）不计绳重和摩擦，知道动滑轮重和物重，根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）求拉力大小；
（2）知道提升物体的高度和物重大小，根据W_有用=Gh求出做的有用功，
利用s=3h求出绳子自由端移动的距离，又知道拉力大小，根据W_总=Fs求出总功，
再利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出该滑轮组的机械效率；
（3）知道拉力做的功和所用的时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出此时拉力的功率；
（4）若再增加一个动滑轮，所做的额外功会增加，据机械效率的计算公式可以判断机械效率的变化．

解答 解：A、因为不计绳重和摩擦，
所以拉力F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_动）=$\frac{1}{3}$（300N+30N）=110N，故A错误；
B、使用滑轮组做的有用功：
W_有=Gh=300N×2m=600J，
绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m，
则使用滑轮组做的总功：
W_总=Fs=110N×6m=660J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%
=$\frac{600J}{660J}$×100%
≈90.9%，故B错误；
C、此时拉力的功率是：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{660J}{5s}$=132W，故C正确；
D、在其他量不变的情况下，再增加一个动滑轮，所做的额外功会增加，
据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$×100%可知，滑轮组的机械效率会变低，故D错误；
故选：C．

点评 本题主要考查了学生对有用功、总功和滑轮组的机械效率、功率的理解和掌握，掌握好“不计绳重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_轮）”是本题的关键，熟练掌握和应用公式及其变形式即可正确解答，具有一定综合性．