Question

18．如图所示，定滑轮重4N，动滑轮重0.5N，在拉力F的作用下，1s内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm．如果不计绳重和摩擦．则以下计算结果正确的是（　　）

• A． 绳子自由端移动速度为0.3m/s
• B． 拉力F的大小为4N
• C． 拉力F的功率为0.45W
• D． 滑轮组的机械效率为75%

Answer 1

分析 （1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据速度公式求出绳子自由端移动速度；
（2）不计绳重和摩擦，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）求出拉力F的大小；
（3）根据W=Fs求出拉力做的总功，根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力F的功率W；
（4）根据W=Gh求出总功，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，滑轮组，绳子的有效股数n=2，
A．绳端移动的距离s=2h=2×0.1m=0.2m，绳子自由端移动的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.2m}{1s}$=0.2m/s，故A错误；
B．不计绳重和摩擦，则拉力F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）=$\frac{1}{2}$×（4N+0.5N）=2.25N，故B错误；
C．拉力做的总功W_总=Fs=2.25N×0.2m=0.45J，拉力F的功率P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{0.45J}{1s}$=0.45W，故C正确；
D．拉力做的有用功W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.4J}{0.45J}$×100%≈88.9%，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了速度、功、功率、滑轮组机械效率的计算，明确滑轮组绳子的有效股数是关键．