Question

7．工人师傅用一个动滑轮将500N的重物3s内匀速提升到3m高处，假如所用的拉力方向竖直向上、大小为280N，则（　　）

• A． 拉力所做的功为840J，功率为280W
• B． 滑轮的机械效率为80%
• C． 若用该动滑轮提升更重的货物，机械效率将保持不变
• D． 若采用轻质动滑轮完成原任务，机械效率将变大

Answer 1

分析 （1）由题可知，使用的是一个动滑轮，则n=2，利用s=2h求出绳端移动的距离；知道拉力的大小，利用W_总=Fs计算拉力做的总功；根据公式P=$\frac{W}{t}$计算拉力做功的功率．
（2）已知物体上升的高度和物重，利用公式W_有用=Gh计算有用功；根据机械效率的公式求动滑轮的机械效率．
（3）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．

解答 解：
A、由题可知，使用一个动滑轮提升重物，则n=2，
绳子自由端移动的距离：s=2h=2×3m=6m，
拉力做的总功：W_总=Fs=280N×6m=1680J，
功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1680J}{3s}$=560W，故A错误；
B、有用功：W_有用=Gh=500N×3m=1500J，
动滑轮的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{1500J}{1680J}$×100%≈89.3%，故B错误．
C、若用该动滑轮提升更重的货物，动滑轮的重不变，所以在此过程中所做的额外功不变；
由于物体的重力增加，所以有用功增大，则有用功在总功中所占的比例将增大，即机械效率变大，故C错误．
D、采用轻质滑轮完成原任务，物体的重力不变，有用功不变；轻质滑轮重力较小，额外功减小，总功减小；由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可知，机械效率变大，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算以及提高机械效率的方法，理解并求出有用功和总功是本题的关键．