Question

4．如图所示，定滑轮重2N，动滑轮重1N，物体A在拉力F的作用下，1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速提高了0.2m，如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果不正确的是（　　）

• A． 绳子自由端移动速度为0.4m/s
• B． 拉力F的大小为4.5N
• C． 拉力F的功率为1.8W
• D． 滑轮组的机械效率为80%

Answer 1

分析 由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，根据v=$\frac{s}{t}$求出绳子自由端移动速度，不计绳重和摩擦，根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出拉力的大小，根据W=Fs求出拉力做的总功，根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率，利用W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率．

解答 解：由图可知，n=2，则绳子自由端移动的距离：
s=2h=2×0.2m=0.4m，
绳子自由端移动速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.4m}{1s}$=0.4m/s，故A正确；
不计绳重和摩擦，拉力的大小：
F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）=$\frac{1}{2}$（8N+1N）=4.5N，故B正确；
拉力做的总功：
W_总=Fs=4.5N×0.4m=1.8J，
拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1.8J}{1s}$=1.8W，故C正确；
拉力做的有用功：
W_有=Gh=8N×0.2m=1.6J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.6J}{1.8J}$×100%≈88.9%，故D错误．
故选D．

点评 本题考查了绳子自由端移动距离和功、功率、机械效率的计算，明确滑轮组绳子的有效股数是关键．