Question

1．如图所示，工人利用动滑轮要用10秒将重180N的泥沙匀速向上提升2m，在匀速提升过程中，泥沙的动能不变填（“变大”“变小”或“不变”）．已知动滑轮重10N，桶重10N，绳重和摩擦均不计，则工人做功的功率为40W，该装置的机械效率90%．

Answer 1

分析 （1）物体的动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大，物体的动能越大；
（2）由图知，使用的是动滑轮，n=2，拉力端移动的距离s=2h，绳重和摩擦均不计，拉力F=$\frac{1}{2}$（G_泥沙+G_桶+G_轮）利用W=Fs求拉力做的总功，知道做功时间，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）利用W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求该装置的机械效率．

解答 解：
（1）泥沙被匀速提升，质量不变、速度不变，泥沙的动能不变；
（2）图中使用的是动滑轮，n=2，拉力端移动的距离：
s=2h=2×2m=4m，
绳重和摩擦均不计，拉力：
F=$\frac{1}{2}$（G_泥沙+G_桶+G_轮）=$\frac{1}{2}$×（180N+10N+10N）=100N，
拉力做的总功：
W_总=Fs=100N×4m=400J，
拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{400J}{10s}$=40W；
（3）有用功W_有用=Gh=180N×2m=360J，
该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{360J}{400J}$×100%=90%．
故答案为：不变；40W；90%．

点评 本题虽然是选择题，其实是一综合计算题，考查了使用滑轮组有用功、总功、功率、机械效率的计算，用好不计绳重和摩擦时拉力F=$\frac{1}{2}$（G_泥沙+G_桶+G_轮）是本题的关键．