Question

小明用如图所示的滑轮组将一个重为300N的物体在10s内匀速提升2m，所用的拉力为150N．以下关于滑轮组的有关说法正确的是（不计绳重和摩擦）（ ）

A．在匀速提升重物的过程中，滑轮组的机械能不变
B．物体上升的速度为0.2m/s，拉力的功率为30W
C．动滑轮重150N，该滑轮组的机械效率约为66.7%
D．再用该滑轮组提升500N的重物，其机械效率不变

Answer

（1）机械能是动能和势能之和，所以分析该过程中动能和势能的变化即可判断；
（2）据物体上升的高度和时间，可计算出物体上升的速度，即知道物体的上升速度，即可判断出绳子自由端上升的速度，而后据公式P=Fv即可计算出此时绳子自由端拉力的功率来；
（3）由于不计绳重和摩擦，故能据绳子自由端的拉力和物体的重力计算出动滑轮的重力；然后再计算出该题中的有用功和总功，进而据公式η=计算出机械效率；
（4）在额外功不变的情况下增大有用功，即利用机械效率的计算公式分析即可判断机械效率的变化．
【解析】
A、在匀速提升重物的过程中，由于物体的质量不变，其速度不变，故其动能不变；但其高度增加，即在质量不变时，高度变大，即其所具有的重力势能变大，故机械能变大，即该选项错误；
B、物体在10s内匀速提升2m，故物体上升的速度是V===0.2m/s，由于有三段绳子吊着动滑轮，故此时绳子自由端移动的速度是V=3×0.2m/s=0.6m/s；故此时拉力的功率是P=FV=150N×0.6m/s=90W，故该选项错误；
C、由于由于不计绳重和摩擦，且有三段绳子吊着动滑轮，故此时动滑轮的重力是G=3×150N-300N=150N；在提升过程中所做的有用功是W有=Gh=300N×2m=600J；
此时所做的总功是W总=FS=150N×（2m×3）=900J；故此时的机械效率是η==≈66.7%，故该选项正确；
D、在其他量不变的情况下，再用该滑轮组提升500N的重物，即在额外功不变的情况下，增大了有用功，据公式η==知，此时的机械效率将变大，故该选项也是错误的．
故选C．