Question

20．如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105N的物體勻速提起，在5s時間內(nèi)繩子自由端移動的距離為s=3m．圖乙是滑輪組工作時的拉力F與繩自由端移動距離s的關(guān)系圖．
（1）物體上升的速度是0.2m/s．
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是功．
（3）計算滑輪組提升該重物時的機械效率．

Answer 1

分析 （1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出物體上升的高度，利用速度公式求出物體上升的速度；
（2）根據(jù)橫縱坐標(biāo)表示的單位和數(shù)值以及其數(shù)值變化關(guān)系確定該物理量；
（3）由圖可知拉力的大小，根據(jù)機械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）由圖可知，n=3，由s=nh可得物體上升的高度：
h=$\frac{s}{n}$=$\frac{3m}{3}$=1m，
則物體上升的速度：
v=$\frac{h}{t}$=$\frac{1m}{5s}$=0.2m/s；
（2）縱坐標(biāo)表示拉力的大小，橫坐標(biāo)表示距離的大小，由W=Fs可知，陰影部分表示拉力所做的總功；
（3）由圖可知，拉力F=50N，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{105N×1m}{50N×3m}$×100%=70%．
答：（1）0.2；
（2）功；
（3）滑輪組提升該重物時的機械效率為70%．

點評 本題考查了速度、功、機械效率的計算，能夠正確識圖和辨別滑輪組承擔(dān)總重的繩子的段數(shù)是解題的關(guān)鍵．