如图所示是用滑轮组来提升矿石的装置示意图,矿石重G为5×104N,滑轮组机械效率η为80%,拉力F的功率为2kW,要把矿
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解题思路:(1)在已知物重和提升高度的情况下,利用公式W=Gh可直接计算有用功的大小;

(2)根据有用功与机械效率可得出总功的大小,

(3)有用功占80%,则额功外占20%,可求出额外功;

(4)求出总功的大小,再根据拉力移动的距离,可利用公式W=Fs的变形,求出拉力F的大小;

(5)知道功率,根据公式P=Fv的变形,可求出绳子自由端移动的速度,进而求矿石上升的速度.

(6)利用速度公式求提升1m所用时间

(1)有用功:W=Gh=5×104N×1m=5×104J;

(2)∵η=

W有

W总,

∴总功:W=

W有

η=

5×104J

80%=6.25×104J

(3)额外功:W=W-W=6.25×104J-5×104J=1.25×104J.

使用滑轮组时,额外功包括克服摩擦、提升动滑轮、提升绳子做的功,只知道额外功的总和,不能单独求出克服摩擦、提升动滑轮做的功;

(4)读图可知,s=3h=3×1m=3m,

∵W=Fs,

∴拉力F=

W总

s=[6.25×104J/3m]≈2.1×104N.

(5)∵P=Fv,

∴绳端移动的速度:

v=[P/F]=[2000W

2.1×104N≈0.1m/s,

矿石上升的速度:

v′=

1/3]v=[1/3]×0.1m/s≈0.03m/s,

(6)∵v=[s/t],

∴提升1m所用时间t=[h/v′]=[1m

1/3×0.1m/s]=30s.

综合上述分析,可知ABC错、D正确.

故选D.

点评:

本题考点: 滑轮(组)的机械效率.

考点点评: 本题主要考查了有用功、总功、额外功的求法,机械效率、功率、速度的计算等,虽然也用到的都是基本的常见公式,但考查的角度较为特殊,尤其额外功包括克服摩擦、提升动滑轮、提升绳子做的功,只知道额外功的总和,不能单独求出克服摩擦、提升动滑轮做的功,值得我们关注.