Question

小明用如圖所示的滑輪組將一個重為300N的物體在10s內勻速提升2m，所用的拉力為150N．以下關于滑輪組的有關說法正確的是（不計繩重和摩擦）（ ）

A．在勻速提升重物的過程中，滑輪組的機械能不變
B．物體上升的速度為0.2m/s，拉力的功率為30W
C．動滑輪重150N，該滑輪組的機械效率約為66.7%
D．再用該滑輪組提升500N的重物，其機械效率不變

Answer 1

【答案】分析：（1）機械能是動能和勢能之和，所以分析該過程中動能和勢能的變化即可判斷；
（2）據物體上升的高度和時間，可計算出物體上升的速度，即知道物體的上升速度，即可判斷出繩子自由端上升的速度，而后據公式P=Fv即可計算出此時繩子自由端拉力的功率來；
（3）由于不計繩重和摩擦，故能據繩子自由端的拉力和物體的重力計算出動滑輪的重力；然后再計算出該題中的有用功和總功，進而據公式η=計算出機械效率；
（4）在額外功不變的情況下增大有用功，即利用機械效率的計算公式分析即可判斷機械效率的變化．
解答：解：A、在勻速提升重物的過程中，由于物體的質量不變，其速度不變，故其動能不變；但其高度增加，即在質量不變時，高度變大，即其所具有的重力勢能變大，故機械能變大，即該選項錯誤；
B、物體在10s內勻速提升2m，故物體上升的速度是V===0.2m/s，由于有三段繩子吊著動滑輪，故此時繩子自由端移動的速度是V=3×0.2m/s=0.6m/s；故此時拉力的功率是P=FV=150N×0.6m/s=90W，故該選項錯誤；
C、由于由于不計繩重和摩擦，且有三段繩子吊著動滑輪，故此時動滑輪的重力是G=3×150N-300N=150N；在提升過程中所做的有用功是W_有=Gh=300N×2m=600J；
此時所做的總功是W_總=FS=150N×（2m×3）=900J；故此時的機械效率是η==≈66.7%，故該選項正確；
D、在其他量不變的情況下，再用該滑輪組提升500N的重物，即在額外功不變的情況下，增大了有用功，據公式η==知，此時的機械效率將變大，故該選項也是錯誤的．
故選C．
點評：本題考查了有用功、總功、額外功和機械效率的計算，需要注意的是h與s的關系應借助圖象確定，屬于易錯題．