Question

4．如圖所示，工人用150N的拉力通過滑輪組吊起質(zhì)量為20kg的箱子．若箱子被勻速豎直提升了2m，不計(jì)繩重和摩擦，g取10N/kg，則（　�。�

• A． 箱子的重力勢能增大
• B． 動(dòng)滑輪的重力為100 N
• C． 工人施加的拉力做的功為300 J
• D． 滑輪組的機(jī)械效率為66.7%

Answer 1

分析 （1）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；
（2）知道箱子的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力，由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)，利用F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力；
（3）由圖可知繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出工人做的總功；
（4）根據(jù)W=Gh求出有用功，然后根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求出此滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：A、箱子被勻速提升，高度增加，質(zhì)量不變，重力勢能增加，故A正確；
B、箱子受到的重力：
G=mg=20kg×10N/kg=200N；
由圖可知，n=2，則由F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）可得動(dòng)滑輪的重力：
G_動(dòng)=nF-G=2×150N-200N=100N；故B正確；
C、由圖可知，n=2，
繩端移動(dòng)的距離s=nh=2×2m=4m，
工人做的總功：
W_總=Fs=150N×4m=600J；故C錯(cuò)誤；
D、有用功：
W_有=Gh=200N×2m=400J
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{400J}{600J}$≈66.7%．故D正確．
故選：ABD．

點(diǎn)評 本題的關(guān)鍵是要正確判斷箱子的重有幾股繩子承擔(dān)，判斷的方法是：與動(dòng)滑輪接觸的繩子才是承擔(dān)重力的．并要注意繩子自由端移動(dòng)的距離與物體上升高度之間的關(guān)系．