Question

20．如图所示，小华用此滑轮组将重为3N的物体匀速提升0.1m所用时间为2s，所用的拉力为1.2N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

• A． 绳子自由端移动的速度为0.05m/s
• B． 拉力F的功率0.36W
• C． 滑轮组的机械效率约为83.3%
• D． 匀速上升过程中物体的机械能不变

Answer 1

分析 （1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，利用速度公式求出绳子自由端移动的速度；
（2）不计绳重及摩擦，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{额}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）物体的动能和势能统称为机械能，分析机械能是否变化，就要看物体的速度、高度、质量是否变化．

解答 解：（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
s=nh=3×0.1m=0.3m，
绳子自由端移动的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.3m}{2s}$=0.15m/s，故A错误；
（2）有用功：
W=Gh=3N×0.1m=0.3J，
总功：
W_总=Fs=1.2N×0.3m=0.36J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{0.36J}{2s}$=0.18W，故B错误；
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{额}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.36J}$×100%≈83.3%，故C正确；
（3）匀速上升过程，物体的质量不变、速度不变、高度变大，
所以，物体的动能不变、重力势能增大，机械能增大，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了速度、有用功、总功、机械效率、功率的计算以及机械能变化的分析，根据题图确定n的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键．