Question

8．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(shí)間內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3m，圖乙是滑輪組工作時(shí)的拉力F與繩自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系圖，不計(jì)繩重和摩擦．
（1）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是拉力做的功，并列式計(jì)算出該物理量；
（2）計(jì)算動(dòng)滑輪的重力；
（3）若此滑輪組將另一重155N的重物提升1m，計(jì)算此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率．

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，并計(jì)算其大小；
（2）首先確定滑輪組繩子的有效股數(shù)，然后根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動(dòng)）計(jì)算動(dòng)滑輪的重力；
（3）根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動(dòng)）求出第二次的拉力，再根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fns}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）圖乙中的縱坐標(biāo)表示拉力的大小為50N，大小不變，橫坐標(biāo)表示距離，大小為3m，
所以陰影部分表示拉力所做的功：W=Fs=50N×3m=150J；
（2）由圖可知，n=3，則F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動(dòng)），
所以，動(dòng)滑輪的重力G_動(dòng)=3F-G_物=3×50N-105N=45N；
（3）若此滑輪組將另一重155N的重物提升1m，拉力：
F′=$\frac{1}{3}$（G′+G_動(dòng)）=$\frac{1}{3}$×（155N+45N）=$\frac{200}{3}$N，
此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：
η′=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{G′h}{F′3h}$×100%=$\frac{G′}{3F′}$×100%=$\frac{155N}{3×\frac{200}{3}N}$=77.5%．
答：（1）該物理量拉力做的功；大小為150J；
（2）動(dòng)滑輪的重力為45N；
（3）若此滑輪組將另一重155N的重物提升1m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為77.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)機(jī)械效率變形公式的掌握和運(yùn)用，本題關(guān)鍵：一是利用好不計(jì)繩重與摩擦，F(xiàn)=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動(dòng)），二是利用好機(jī)械效率的推導(dǎo)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fns}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%．