Question

18．滑輪組在豎直向上的拉力F=50N作用下，將重為115N的物體勻速提起1米，在10s時(shí)間內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3m．圖甲是滑輪組工作時(shí)的拉力F與繩自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系圖．
（1）圖甲中陰影部分的面積表示的物理量是拉力做的功；
（2）將115N的物體勻速提起1米，拉力做了多少功？（列式計(jì)算出該物理量）
（3）在相應(yīng)位置用筆畫(huà)線(xiàn)組裝滑輪組；
（4）計(jì)算滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率，并請(qǐng)分析影響滑輪組機(jī)械效率的因素有哪些？

Answer 1

分析 （1）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；
（2）已知F=50N，s=3m，利用W=Fs可求得拉力做了多少功；
（3）根據(jù)物體勻速提起1米，繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3m，可確定繩子段數(shù)，然后可畫(huà)圖；
（4）根據(jù)機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率．根據(jù)影響有用功、額外功的因素進(jìn)行分析：所以被提升的物體重力、動(dòng)滑輪的重力及繩重、摩擦力等都可影響滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）縱坐標(biāo)表示拉力的大小，橫坐標(biāo)表示繩子自由端移動(dòng)距離 s，所以陰影部分的面積表示拉力所做的功；
（2）拉力做的功：W=Fs=50N×3m=150J；
（3）根據(jù)物體勻速提起1米，繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3m，可知有3段繩子承擔(dān)，如圖所示：

（4）滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{115N×1m}{50N×3m}$×100%≈76.7%．
被提升的物體重力會(huì)影響有用功，繩子的重力、動(dòng)滑輪的重力及摩擦力會(huì)影響額外功，所以它們都會(huì)影響滑輪組的機(jī)械效率．
答：（1）拉力做的功；
（2）拉力做了150J的功；
（3）見(jiàn)上圖；
（4）滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率為76.7%；影響滑輪組機(jī)械效率的因素有：被提升的物體的重力、動(dòng)滑輪本身重力、繩子與滑輪間的摩擦力．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功、機(jī)械效率公式的靈活運(yùn)用，能夠正確識(shí)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．