Question

2．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重500N的物体子啊10s内匀速上升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中（　　）

• A． 绳子自由端拉力F为250N
• B． 绳子自由端的速度为0.2m/s
• C． 提升的重物变为400N时，滑轮组的机械效率将变小
• D． 滑轮组的机械效率为55.6%

Answer 1

分析 由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2，s=2h，
（1）根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）的变形式求出动滑轮的重；
（2）根据v=$\frac{s}{t}$计算绳子自由端的速度；
（3）提升的物重减小，有用功减小，不计摩擦和绳重，额外功不变，根据机械效率定义确定机械效率的变化．
（4）根据W=Gh求出人做的有用功；根据W=Fs求出总功，根据效率公式求出滑轮组的机械效率；

解答 解：A、绳子自由端拉力为F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_动）=$\frac{1}{2}$（500N+100N）=300N．故A错误；
B、s=2h=2×2m=4m，绳子自由端的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{4m}{10s}$=0.4m/s，故B错误；
C、提升重物减小时，有用功减小，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，因为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$，滑轮组的机械效率将减小．故C正确．
D、滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{500N×2m}{300N×4m}$×100%≈83%．故D错误．
故选C．

点评 本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、速度公式、滑轮组s=nh的理解和运用，本题关键：一是利用好不计绳重和摩擦时拉力F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物），二是知道改变机械效率的方法（增大提升重物的重、减少摩擦、机械重）．