如图所示,用甲、乙滑轮组在相同时间分别将A、B物体匀速提升相同高度,已知物体受到的重力GA>GB,滑轮组的机械效率η甲<η乙(忽略绳重和摩擦).下列判断正确的是( )
A.两滑轮组绳端移动的距离相等 B.甲滑轮组的有用功比乙的少
C.甲滑轮组的总功率比乙的小 D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重
D
【详解】
A.两个物体提升相同的高度h时,甲滑轮组动滑轮上有三段绳子,所以F甲自由端移动的距离为3h,乙滑轮组动滑轮上有两段绳子,所以F乙自由端移动的距离为2h,故A错误.
B.根据公式W有=Gh,由于两物体升高相同的高度,但是GA>GB,所以W有甲>W有乙,故B错误;
C.W有甲>W有乙,η甲<η乙,结合知,W总甲>W总乙,时间又相等,由P=
知,甲滑轮组的总功率比乙的大,故C错误;
D.根据,得
=1+
,因为η甲<η乙,所以
,又因为W有甲
W有乙,所以
,再根据
得,
,故D正确。
故选D。
下图为“测滑轮组机械效率”的实验.在弹簧测力计拉力作用下,重6N的物体2s内匀速上升0.1m,弹簧测力计示数如图示(不计绳重与摩擦).下列说法错误的是( )
A.弹簧测力计的拉力是2.4N
B.物体上升的速度为0.05m/s
C.弹簧测力计拉力的功率为0.12W
D.滑轮组的机械效率约83.3%
C
【解析】
分析:由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n,拉力端移动的距离,利用
求拉力做的总功,再利用
求功率;已知物体的重力和上升高度,利用
求有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比.
解答:由图可知,弹簧测力计的拉力是2.4N ,故A正确;物体2s内匀速上升0.1m,物体上升的速度为,故B正确;n=3,拉力端端移动距离
,拉力做的总功为:
;拉力的功率为:
,故C错误;拉力做的有用功为:
;滑轮组机械效率为:
.故D正确;
故答案为C
【点睛】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算,根据题图确定n的大小(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的突破口,灵活选用公式计算是关键.
如图所示,不计滑轮自重及绳子与滑轮之间的摩擦,三个弹簧测力计拉力FA、FB、Fc三者的关系正确的是
A.FA:FB:Fc=3:2:1 B.FA:FB:Fc=1:2:3
C.FA:FB:Fc=6:3:2 D.FA:FB:Fc=2:3:6
B
【分析】
根据动滑轮的使用特点,判断力的大小.
【详解】
根据每段绳子承担的力的情况,分析三个弹簧测力计拉力FA、FB、Fc三者的关系,如下图:
设每段绳子承担F的力,FC承担3段绳子的拉力,FC=3F;FB承担2段绳子的拉力;FB=2F;FA承担一段绳子的拉力,FA=F.
故FA:FB:FC=F:2F:3F=1:2:3,故B正确,ACD错误.
故选B.
【点睛】
本题考查动滑轮的使用情况,是一道基础题.
质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼.已知工人在1min内将货物匀速提高6m,作用在钢绳的拉力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示(机械中摩擦和绳重均不计).下列说法正确的是
A.作用在钢绳上的拉力的功率为400W
B.动滑轮的重力为200N
C.人对绳子的最大拉力为1000N
D.该滑轮组的最大机械效率为83.3%
B
【分析】
(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离 ,利用
求拉力做的功,再利用
求拉力的功率;
(2)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,利用求拉力;因机械中摩擦力及绳重忽略不计,拉力
,据此求动滑轮重力;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力等于工人的重力;
(4)利用求提升的最大物重,滑轮组的最大机械效率
.
【详解】
(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离: ,
拉力做的功:,
拉力的功率:,故A错;
(2)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,
根据可得:拉力
,
因机械中摩擦力及绳重忽略不计,则,
所以, ,故B正确;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力: ,故C错;
(4)由可得,提升的最大物重:
,
机械中摩擦和绳重均不计,则滑轮组的最大机械效率:,故D错.
故选B.
如图所示,用20N的水平拉力F拉滑轮,可以使重15N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,物体B重8N,弹簧测力计的示数为3N且保持不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮的摩擦,则下列说法中正确的是( )
A.地面受到的摩擦力为10N
B.滑轮移动的速度为0.4m/s
C.在2s内绳子对物体A所做的功为4J
D.水平拉力F 的功率为4W
C
【详解】
如图滑轮为一只动滑轮,拉力F与右侧两段绳子的拉力相等,F移动的距离是物体A移动距离的一半
B.物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,则拉力F移动的速度为物体A移动速度的一半即
故B错误;
A.拉力F与右侧两段绳子的拉力相等,物体A受到绳子拉力、B的摩擦力、地面的摩擦力三个力的作用,三力为平衡力,即
所以物体A受到地面的摩擦力为
故A错误;
C. 在2s内绳子对物体A所做的功为
故C正确;
D. 水平拉力F 的功率为
故D错误;
故选C。
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