Question

6．如图，用一个重为4N的动滑轮，把G_物=20N的物体在2s内匀速提升0.3m（不考虑绳子的重力和摩擦），则（　　）

• A． 绳子自由端移动速度v=0.15m/s
• B． 拉力做功的功率是3.6W
• C． 额外功W_额外=0.6J
• D． 机械效率η=90%

Answer 1

分析 （1）物体在2s内匀速提升0.3m，利用速度公式求物体上升速度，绳子自由端移动速度等于物体上升速度的2倍；
（2）图中使用的是动滑轮，n=2，不考虑绳子的重力和摩擦，利用F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）求拉力；根据P=Fv计算出功率；
（3）利用W=Gh求有用功，利用W=Fs求出总功和额外功；
（4）再利用效率公式求动滑轮的机械效率．

解答 解：
A、物体在2s内匀速提升0.3m，物体上升速度v_物=$\frac{h}{t}$=$\frac{0.3m}{2s}$=0.15m/s，绳子自由端移动速度v=2v_物=2×0.15m/s=0.3m/s，故A 错误；
B、图中使用的是动滑轮，n=2，不考虑绳子的重力和摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）=$\frac{1}{2}$（4N+20N）=12N，根据P=Fv=12N×0.3m/s=3.6W，故B正确；
C、有用功：W_有=Gh=20N×0.3m=6J，总功：W_总=Fs=F×2h=14N×2×0.3m=8.4J，W_额=W_总-W_有用=8.4J-6J=2.4J，故C错误；
D、机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{6J}{8.4J}$×100%≈71.4%，故D错误．
故选B．

点评 本题考查了使用动滑轮拉力、有用功、总功、机械效率的计算，根据题图确定n的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）]是本题的关键．