Question

14．小明利用如图所示的装置在4s内把重为450N的物体匀速提升了2m，动滑轮重50N（不计绳重及摩擦），下列判断正确的是（　　）

• A． 重物上升过程中机械能总量不变
• B． 提升重物过程中所做的有用功是1000J
• C． 此装置对重物做功的功率为250W
• D． 小明提升此重物时该装置的机械效率为90%

Answer 1

分析 （1）机械能等于动能和势能之和，动能大小与物体的质量和运动的速度有关，物体的质量越大，速度越大，物体的动能越大；物体的重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大，高度越高，重力势能越大；
（2）不计绳重及摩擦时，小明做的功等于提升重物和动滑轮做的功，根据W=Gh求出其大小；
（3）根据W=Gh求出此装置对重物做的功即为总功，再根据P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（4）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出小明提升此重物时该装置的机械效率．

解答 解：（1）重物匀速上升过程中，质量不变，速度不变，高度升高，
所以动能不变，重力势能增加，机械能增大，故A不正确；
（2）不计绳重及摩擦时，小明做的功等于提升重物和动滑轮做的功，
则W_总=（G_物+G_动）h=（450N+50N）×2m=1000J，故B正确；
（3）此装置对重物做的功：
W_有=G_物h=450N×2m=900J，
功率：
P=$\frac{{W}_{有}}{t}$=$\frac{900J}{4s}$=225W，故C不正确；
（4）小明提升此重物时该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{900J}{1000J}$×100%=90%，故D正确．
故选BD．

点评 本题考查了滑轮组机械效率的计算，涉及到动能和势能的大小、功的计算、功率的计算等，关键是知道不计绳重及摩擦时总功等于提升重物和动滑轮做的功．