Question

1．如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m．图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图．若绳重和摩擦力不计，则动滑轮为45 N，图乙中阴影部分的面积表示的物理量是总功，该物理量大小为150J．该滑轮组提升此重物时的机械效率为70%．

Answer 1

分析 （1）根据图判定连接动滑轮绳子的段数，根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_轮）求出动滑轮的重力；
（2）根据横纵坐标表示的单位和数值以及其数值变化关系确定该物理量，并计算其大小；
（3）根据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$计算滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）由图可知，滑轮组由三段绳子承担总重，拉力的大小为50N，已知物体的重力为105N；
绳重和摩擦力不计，所以F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_轮），
即：50N=$\frac{1}{3}$（105N+G_轮），解得G_轮=45N；
（2）纵坐标表示力的大小为50N，大小不变，横坐标表示绳端移动的距离，大小为3m，
所以阴影部分表示力所做的总功，则W_总 =Fs=50N×3m=150J；
（3）设物体提升的高度为h，则滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{105N×h}{50N×3h}$×100%=70%．
故答案为：45；总功；150J；70%．

点评 本题考查了动滑轮重力的计算、功、机械效率公式的灵活运用，能够正确识图和辨别滑轮组承担总重的绳子的段数是解题的关键．