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有=Gh=5×104N×1m=5×104J;
(2)∵η=
W有
W总,
∴总功:W总=
W有
η=
5×104J
80%=6.25×104J
(3)额外功:W额=W总-W有=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总=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.