問題詳情:
用如圖*所示的裝置來探究滑輪組的機械效率η與物重G物的關係,改變G物,豎直向上勻速拉動*簧測力計,計算並繪出η與G物關係如圖乙所示,若不計繩重和摩擦,則下列說法正確的是( )
A.同一滑輪組機械效率η隨G物的增大而增大,最終將超過100%
B.G物不變,改變圖*中的繞繩方式,滑輪組機械效率將改變
C.此滑輪組動滑輪的重力爲2N
D.當G物=6N時,機械效率η=66.7%
【回答】
D【考點】滑輪(組)的機械效率.
【分析】A、使用機械時,人們爲完成某一任務所必須做的功叫有用功;對完成任務沒有用,但又不得不做的功叫額外功;有用功與額外功之和叫總功.有用功與總功的比值叫機械效率;
B、G物不變,改變圖*中的繞繩方式,改爲2段繩子承擔,分別將同一物體勻速提高到相同高度,做的有用功相同;由題知,忽略繩重及摩擦,所做的額外功爲提升動滑輪做的功,由W額=Gh可知額外功相同,又因爲總功等於有用功加上額外功,所以總功相同,所以可以得出兩圖的機械效率相同;
C、結合圖中資訊,根據η====求得動滑輪的重力;
D、當G物=6N時,根據η====求得機械效率.
【解答】解:A、使用滑輪組時,克服物重的同時,不可避免地要克服動滑輪重、摩擦和繩子重做額外功,所以總功一定大於有用功;由公式η=知:機械效率一定小於1,即同一滑輪組機械效率η隨G物的增大而增大,但最終不能超過100%,故A錯誤;
B、G物不變,改變圖*中的繞繩方式,如圖所示,
因爲此圖與題幹中*圖將同一物體勻速提高相同的高度,所以所做的有用功相同,
忽略繩重及摩擦時,額外功:W額=G輪h,即額外功W額相同,
又因爲W總=W有+W額,所以總功相同,
由η=可知,兩裝置的機械效率相同,即η1=η2.故B錯誤;
C、由圖可知,G=12N,此時η=80%,
則η=====,即80%=,
解得G動=3N,故C錯誤;
D、G物=6N時,機械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%≈66.7%.故D正確.
故選D.
知識點:機械效率
題型:選擇題