Question

3．甲、乙、丙三同学分别用一个动滑轮竖直向上匀速提升不同的钩码，记录数据如表，不计绳重及滑轮摩擦，下列说法正确的是（　　）

	动滑轮重/N	钩码重/N	钩码上升的距离/cm	所用时间/s
甲	1	1	80	2
乙	1	2	60	1
丙	1	4	40	3

• A． 做功最快的是甲
• B． 做功最多的是乙
• C． 效率最高的是丙
• D． 动滑轮的作用是改变用力方向

Answer 1

分析 三同学利用相同动滑轮提升重物，拉力移动的距离s=2h，据此求出三同学拉力移动的距离；不计绳重和滑轮摩擦，知道动滑轮重和钩码重，利用F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物）求三同学的拉力；再利用W=Fs求出三同学做功进行比较；
又知道做功时间，利用功率公式求做功功率得出做功最快的同学是谁；
根据机械效率公式比较他们的机械效率的大小；
动滑轮的特点是能省力但不能改变力的方向．

解答 解：（1）拉力移动的距离：s=nh，不计绳重及滑轮摩擦，绳子自由端拉力F=$\frac{1}{2}$（G_动+G_物），
W_甲=F_甲s_甲=$\frac{1}{2}$（1N+1N）×2×0.8m=1.6J，
W_乙=F_乙s_乙=$\frac{1}{2}$（1N+2N）×2×0.6m=1.8J，
W_丙=F_丙s_丙=$\frac{1}{2}$（1N+4N）×2×0.4m=2J．所以B错误；
（2）p_甲=$\frac{{W}_{甲}}{{t}_{甲}}$=$\frac{1.6J}{2s}$=0.8W，
p_乙=$\frac{{W}_{乙}}{{t}_{乙}}$=$\frac{1.8J}{1s}$=1.8W，
p_乙=$\frac{{W}_{丙}}{{t}_{丙}}$=$\frac{2J}{3s}$≈0.67W．所以乙做功最快，故A错误；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$，同一动滑轮提起不同物体到相同高度时，额外功相同，提起物体越重，机械效率越高，而机械效率与物体被提高高度无关，所以提起丙物体最重，机械效率最高．故C正确；
（4）动滑轮的特点是能省力但不能改变力的方向，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了功、功率、机械效率的理解和计算．不计绳重和滑轮摩擦，使用动滑轮拉力大小的计算方法：F=$\frac{1}{2}$（G_轮+G_物），要计算的物理量多、公式多，注意区分各物理量．