【知識(shí)要點(diǎn)】
（1）對(duì)于滑車架來說，承當(dāng)物重的繩子股數(shù)為n，則拉力F聯(lián)通的距離s=nh。
（2）結(jié)合h﹣t圖像，F(xiàn)﹣t圖像，v﹣t圖像，能找到物體在某段時(shí)間內(nèi)聯(lián)通的
距離、受到的力、運(yùn)動(dòng)的速率等。
（3）能運(yùn)用W=Fs求拉力做的功。
（4）能運(yùn)用P=
=Fv求拉力做功的功率。
（5）能依據(jù)η=
估算滑車架的機(jī)械效率。
（6）假如重物浸入在水底，此時(shí)滑車架提高的重力為物體重力與所受壓強(qiáng)之差。
例：為了將放置在水平地面上重G=200N，容積為5×10﹣3的重物A提高到高處，
小芳朋友設(shè)計(jì)了如圖甲所示的滑車架裝置，當(dāng)小芳朋友用圖乙所示隨時(shí)間變化的拉力F豎直向上拉繩時(shí)，重物的聯(lián)通速率v和上升的高度h隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖丙、丁所示，求：
（1）在O～2s內(nèi)，拉力F做的功W；
（2）在2～3s內(nèi)，拉力F的功率P；
（3）假如重物A浸入在水底，用同樣的滑車架勻速提高重物A，拉力F=62.5N，
此時(shí)滑車架的機(jī)械效率為多少？（不計(jì)水對(duì)A的阻力滑輪組機(jī)械效率與什么有關(guān)，重物A在運(yùn)動(dòng)過
程中未漏出海面滑輪組機(jī)械效率與什么有關(guān)，g取10N/kg）
【解析】
（1）由圖丁可知，在0～1s內(nèi)，物體在拉力的方向上沒有聯(lián)通距離，所以做功
為零；
在1～2s內(nèi)，拉力F1=90N，重物上升高度h1=0.75m，
由于從動(dòng)滑輪上直接引出的繩子股數(shù)（承當(dāng)物重的繩子股數(shù)）n=3，
拉力F的作用點(diǎn)增長(zhǎng)的距離s1=3h1=3×0.75m=2.25m，
拉力做的功：W=F1s1=90N×2.25m=202.5J；
（2）由圖可知在2～3s內(nèi)，重物做勻速運(yùn)動(dòng)，v=1.50m/s，拉力F2=80N，
所以拉力F的作用點(diǎn)增長(zhǎng)的速率v′=3v=3×1.50m/s=4.5m/s，
由P=
=Fv可得，拉力做功功率：P=F2v′=80N×4.5m/s=360W；
（3）假如重物A浸入在水底，重物A所受壓強(qiáng)：
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣3=50N，
此時(shí)滑車架提高的重力：G′=G﹣F浮=200N﹣50N=150N，
按照η=
可得，此時(shí)滑車架的機(jī)械效率：
η=
=≈81%．
答：（1）在O～2s內(nèi)，拉力F做的功W為202.5J；
（2）在2～3s內(nèi)，拉力F的功率P為360W；
（3）假如重物A浸入在水底，用同樣的滑車架勻速提高重物A，拉力F=62.5N，此時(shí)滑車架的機(jī)械效率為81%．
【方法特征】本題是一道熱學(xué)綜合題，涉及到功、功率、機(jī)械效率的估算，能從題目提供的圖中得出每秒內(nèi)的相關(guān)信息是解決本題的關(guān)鍵。
【能力落點(diǎn)】
（1）要求中學(xué)生熟練把握功、功率、機(jī)械效率的估算公式，會(huì)結(jié)合圖象并能借助
上述公式解決問題。
（2）曉得重物浸入在水底時(shí)，滑車架提高的重力為物體重力與所受壓強(qiáng)之差。
【遷移應(yīng)用】
工人借助如圖甲所示的滑車架從一口枯井中提起質(zhì)量為6kg的物體，他用圖乙所示隨時(shí)間變化的水平往右的拉力F拉繩，重物的速率v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖丙所示，不計(jì)繩重和磨擦（g取10N/kg）．以下說法正確的是（）
A．在0﹣1s內(nèi)，拉力F做的功為75J
B．動(dòng)滑輪的重力30N
C．在2﹣3s內(nèi)，滑車架的機(jī)械效率62.5%
D．在2﹣3s內(nèi)，拉力F做功的功率為200W
答案：D
（撰稿班主任：高華）