(2)利用W=Fs求拉力做的总功,利用机械效率公式计算有用功; (3)利用功率公式求拉力做功功率; (4)知道机械效率和拉力大小,利用η=【解答】解:
A、n=3,s绳=3s物=3v物t=3×0.1m/s×10s=3m,由图知,则绳子自由端移动的距离:故A正确;
B、拉力做功为:W总=Fs绳=30N×3m=90J, 有用功:W有=ηW总=80%×90J=72J,故B错误; C、拉力做功的功率:P=
=
=9W,故C正确;
求摩擦力f。
D、有用功W有=fs物,拉力做的总功W总=Fs绳, 由η=
=
=
=
得,物体与地面间的滑动摩擦力:
f=η×3F=80%×3×30N=72N,故D正确。 故选:ACD。
11.(2018?通辽)如图,用滑轮组提升重物时,重400N的重物在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N,不计绳重和摩擦,则提升重物的过程中( )
A.绳子自由端下降速度为0.3m/s B.动滑轮的重力为100N C.拉力F的功率是40W D.滑轮组的机械效率是80%
【分析】(1)由图知,n=2,绳子自由端移动的距离s=2h,利用速度公式求其
速度;
(2)不计绳重和摩擦,利用F=(G+G轮)求出动滑轮的重力; (3)利用W=Fs求总功,再利用P=求拉力做功功率;
(4)利用W=Gh求有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解:
A、由图可知,n=2,绳子自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m, 绳子自由端移动的速度v==
=0.2m/s,故A错;
B、不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G轮),则动滑轮重力: G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N;故B正确; C、拉力做的总功:W总=Fs=250N×2m=500J, 拉力的功率: P=
=
=50W,故C错误;
D、有用功:W有用=Gh=400N×1m=400J, 滑轮组的机械效率: η=
=
×100%=80%,故D正确。
故选:BD。
三.填空题(共10小题)
12.(2018?临沂)小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶,动滑轮重20N(不计绳重和摩擦),小明拉绳子的动力为 80 N;如果向水桶内再加入40N的水,提起时动滑轮的机械效率 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】不计绳重和摩擦,人拉绳子自由端的拉力F=(G+G动);用同一个滑轮组提升物体时,物重越大,效率越高。
【解答】解:由图可知,该滑轮为动滑轮,有两段绳子拉着动滑轮, 不计绳重和摩擦,则拉绳子的动力:F=(G+G动)=(140N+20N)=80N; 使用同一滑轮组,在提升高度相同时,所做的额外功不变,增加水的重力,增大了有用功,所以有用功在总功中所占的比例变大,机械效率会变大。 故答案为:80;变大。
13.(2018?菏泽)使用同一个滑轮组提升物体,提升的物体质量越大,滑轮组的机械效率 越高 (填“越高”、“越低”或“不变”)
【分析】提升的物体质量越大(即提升物体的重力越大),在提升高度相同时,所做有用功越大;用同一个滑轮组提升物体,克服绳重、摩擦和动滑轮重力所做的额外功变化不大;根据有用功在总功中所占的比例可判断机械效率的变化情况。
【解答】解:
使用同一个滑轮组提升物体,提升的物体质量越大(即提升物体的重力越大),在提升高度相同时,所做有用功越大,而所做的额外功变化不大,则有用功在总功中所占的比例越大,即滑轮组的机械效率越高。 故答案为:越高。
14.(2018?岳阳)用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m,所做的总功为12000J,此时滑轮组的机械效率为 60% ;用该滑轮组提升更重的物体,机械效率会 变大 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【分析】知道物体重和提升的高度,利用W=Gh求有用功,又知道总功,利用效
率公式求滑轮组的机械效率;用同一个滑轮组提升物体时,物重越大,效率越高。
【解答】解:
有用功:W有用=Gh=720N×10m=7200J; 已知所做的总功:W总=12000J;
则滑轮组的机械效率为:η==×100%=60%;
用该滑轮组提升更重的物体,在提升高度相同时,由于物重增大,则有用功增大,而额外功几乎不变,所以有用功在总功中所占的比例变大,机械效率会变大。 故答案为:60%;变大。
15.(2018?云南)如图所示,用滑轮组把质量为80kg的物体匀速提升3m,若拉力F=500N,则滑轮组的机械效率为 80% ,若不计绳重和摩擦,则动滑轮受到的重力为 200 N。
【分析】(1)知道物体质量,利用G=mg求其重力,再利用W=Gh求拉力做的有用功;由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,利用W=Fs求总功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
(2)不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G动),据此求动滑轮重力。 【解答】解:
(1)物体的重力:G=mg=80kg×10N/kg=800N, 做的有用功:W有用=Gh=800N×3m=2400J, 由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h=2×3m=6m, 拉力做的总功:W总=Fs=500N×6m=3000J, 滑轮组的机械效率: η=
=
×100%=80%;
(2)不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G动),则动滑轮重力: G动=2F﹣G=2×500N﹣800N=200N。