Question

7．如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（g=10N/kg）（　　）

• A． 作用在绳自由端的拉力F为125N
• B． 在2s内做的有用功的功率为500W
• C． 若所挂物体越重，该滑轮组机械效率越小
• D． 该套装置的机械效率为90%

Answer 1

分析 ①已知物体质量，可以得到重力；不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的拉力是物重和动滑轮重的n分之一；
②已知物重和上升高度，利用W_有用=Gh得到有用功；
③在动滑轮重一定时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．
④已知物体上升的高度，可以得到绳子拉下的长度；已知拉力和绳子自由端移动的距离，可以得到总功；已知有用功和总功，可以得到滑轮组的机械效率；

解答 解：
A、物体受到的重力为G=mg=45kg×10N/kg=450N；
由图知：承担物重的绳子有3段，作用在绳子自由端的拉力为F=$\frac{1}{3}$（G+G_动）=$\frac{1}{3}$×（450N+50N）≈167N，故A错误；
B、拉力做的有用功为W_有用=Gh=450N×2m=900J，
在2s内做的有用功的功率为P=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{900J}{2s}$=450W，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，动滑轮重力一定，滑轮组提起的物重越大，有用功越多，但额外功不变，所以机械效率越高，故C错误；
D、拉力做的总功为W_总=Fs=$\frac{500N}{3}$N×3×2m=1000J，
滑轮组的机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{900J}{1000J}$×100%=90%，故D正确．
故选D．

点评 此题考查了滑轮组的特点、机械效率的计算及影响因素和功率的计算，属于力学综合题，包含了力学主要的公式或规律，正确判断承担物重的绳子段数等．