Question

12．如图，用一个重为2N的动滑轮，把G_物=12N的物体在2s内匀速提升0.2m（不考虑绳子的重力和摩擦），则（　　）

• A． 绳子的拉力F=6N
• B． 绳子自由端移动速度v=0.1m/s
• C． 有用功W_有=2.8J
• D． 动滑轮的机械效率η=85.7%

Answer 1

分析 （1）图中使用的是动滑轮，n=2，不考虑绳子的重力和摩擦，利用F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）求拉力；
（2）物体在2s内匀速提升0.2m，利用速度公式求物体上升速度，绳子自由端移动速度等于物体上升速度的2倍；
（3）利用W=Gh求有用功；
（4）利用W=Fs求出总功，再利用效率公式求动滑轮的机械效率．

解答 解：
A、图中使用的是动滑轮，n=2，不考虑绳子的重力和摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）=$\frac{1}{2}$（2N+12N）=7N，故A错；
B、物体在2s内匀速提升0.2m，物体上升速度v_物=$\frac{h}{t}$=$\frac{0.2m}{2s}$=0.1m/s，绳子自由端移动速度v=2v_物=2×0.1m/s=0.2m/s，故B错；
C、有用功：W_有=Gh=12N×0.2m=2.4J，故C错；
D、总功：W_总=Fs=F×2h=7N×2×0.2m=2.8J，
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2.4J}{2.8J}$×100%≈85.7%，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了使用动滑轮拉力、有用功、总功、机械效率的计算，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，利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）]是本题的关键．