Question

11．工人师傅使用一个动滑轮将400N的重物匀速提升3m，如图所示，假如所用的拉力方向竖直向上，大小为250N，则（　　）

• A． 拉力所做的功为750J
• B． 机械的效率为83.3%
• C． 若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变
• D． 若用该动滑轮提升更重的货物，机械效率将变大

Answer 1

分析 （1）知道物体上升的高度，可利用公式W_有用=Gh计算有用功；从题可知，使用的是一个动滑轮，则n=2，可利用s=2h求出拉力移动的距离，知道拉力大小，可利用公式W_总=Fs计算拉力做的总功；最后利用机械效率的公式求动滑轮的机械效率；
（2）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．

解答 解：A、该滑轮为动滑轮，则拉力端移动的距离为：s=2h=2×3m=6m，
拉力做的总功为：W_总=Fs=250N×6m=1500J，故A错误；
B、有用功W_有用=Gh=400N×3m=1200J，
滑轮组的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%，故B错；
C、采用轻质滑轮完成原任务，额外功减小，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{额}}$可知，机械效率变大，故C错．
D、同一个动滑轮，所做的额外功几乎不变，由于物体的重力增加、有用功增大，
由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{额}}$可知，若用该动滑轮提升更重的货物，有用功在总功中所占的比例将增大，所以机械效率变大，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用，理解并求出有用功和总功是本题的关键．滑轮组的题目要先确定滑轮的性质，判断滑轮绳子段数，然后确定G、F、s、h之间的关系进行计算．