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20.郑小楚同学用如图甲和图乙所示的装置来提升物体.已知两个物体所受的重力均为G,单个滑轮的所受的重力均为G1,且郑小楚用甲、乙两装置都将物体在相同的时间内匀速提升了相同的高度.忽略空气阻力及摩擦,则在郑小楚提升物体的过程中,下列说法正确的是(  )
A.甲装置的机械效率大于乙装置的机械效率
B.图甲中绳端移动的距离大于图乙中绳端移动的距离
C.力F做功的功率大于力F做功的功率
D.郑小楚用甲、乙两装置提升物体时,做的有用功相同

分析 图甲两个滑轮都是定滑轮,因此s=h,F=G;图乙中,一个是动滑轮,另一个是定滑轮,因此,s=2h,F=$\frac{1}{2}$G;求出拉力端移动的速度和物体速度的关系(拉绳子的速度)、拉力的功率,以及考虑滑轮质量时滑轮组的机械效率,通过比较进行判断.

解答 解:
ABC、图甲中,两个都是定滑轮,因空气阻力、摩擦不计,
所以F1=G,s=h,
绳子的速度v1=v
甲拉力做功的功率:P1=F1v1=Gv
甲的机械效率:η=$\frac{Gh}{{F}_{1}s}$=1;
图乙中,一个定滑轮、一个动滑轮,则n=2,s=2h,
空气阻力、摩擦不计,
所以F2=$\frac{1}{2}$(G+G),绳子的速度v2=2v
乙拉力做功的功率:P2=F2v2=$\frac{1}{2}$(G+G)×2v=(G+G)v
乙的机械效率:η=$\frac{Gh}{{F}_{2}s}$=$\frac{Gh}{\frac{1}{2}(G+{G}_{动})×2h}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$<1,
比较可知,甲装置的机械效率大于乙装置的机械效率,甲中绳移动的距离小于乙中绳端移动的距离,力F做功的功率小于力F做功的功率,故A正确,BC错误;
D、由题知,重物重力相同,物体升高的高度相同,根据W=Gh知做的有用功相同,故D正确.
故选AD.

点评 本题是一道综合计算题,考查了两种滑轮组拉力、拉力功率、机械效率、拉力移动距离和速度的计算,要求灵活运用滑轮组的特点.

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(1)工人提升水泥的功率;
(2)滑轮组的机机效率;
(3)动滑轮重.(不计摩擦及绳重以及装置的重)

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5.某实验小组用四个所受重力相同的滑轮组成了如图甲、乙所示的滑轮组进行实验,该小组用甲、乙两个滑轮组分别将重物匀速提升相同的高度.不计绳重及摩擦,下列说法不正确的是(  )
A.若G1=G2,则拉力F1和F2做的功一定相等
B.若G1=G2,则两装置的机械效率相同,且F1>F2
C.当提升的重物所受的重力逐渐增大时,两装置的机械效率将随着提高
D.用相同速度拉动两装置绳子自由端时,提升重物的速度一定相等

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12.下列四幅图中电源电压相同且保持不变,R1>R2.闭合开关S前后,电压表的示数变化值相同的是(  )
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B.滑轮组的机械效率约为83%
C.滑轮组提升货物A的机械效率约为69%
D.机械对物体A做功的功率为24W

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求:
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