12. 如图所示,工人用滑轮组提升重物,已知重物重力$G_{ 物} = 1000\ N$,动滑轮重力$G_{ 动} = 200\ N$。在工人用力$F$的作用下,重物匀速上升,$30\ s$到达规定高度$6\ m$处。(不计绳重和机械之间的摩擦)
(1)求拉力做功的功率。
(2)求滑轮组的机械效率。(精确到$0.1\%$)
(3)若用该装置提升另一重物时,机械效率达到$90\%$,则该重物的重力是多少牛?

答案:12.(1)240W (2)83.3% (3)1800N
解析:
(1)由图可知,承担物重的绳子段数$n = 3$。不计绳重和摩擦,拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}=\frac{1000\ N+200\ N}{3}=400\ N$。绳子自由端移动的距离$s = nh=3×6\ m=18\ m$。拉力做的总功$W_{总}=Fs = 400\ N×18\ m=7200\ J$。拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{7200\ J}{30\ s}=240\ W$。
(2)有用功$W_{有}=G_{物}h = 1000\ N×6\ m=6000\ J$。滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{6000\ J}{7200\ J}×100\%\approx83.3\%$。
(3)不计绳重和摩擦,机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G'h}{G'h+G_{动}h}=\frac{G'}{G'+G_{动}}$。已知$\eta = 90\%$,则$90\%=\frac{G'}{G'+200\ N}$,解得$G'=1800\ N$。
(1)$240\ W$
(2)$83.3\%$
(3)$1800\ N$
1. $2023$年$5$月$7$日上午,临沂市第十三届全民健身运动会开幕式暨第七届万人健步行活动在五洲湖广场举行。如图所示,航拍本次活动的无人机在匀速下降的过程中(
D
)。

A.重力不做功
B.动能减小
C.重力势能不变
D.机械能减小
答案:1.D
2. 跳水运动中蕴含着许多物理知识,如图所示,下列有关跳板跳水过程中能量变化的说法中正确的是(
C
)。

A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性势能减小
B.运动员被跳板向上弹起的过程中,重力势能减小
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,动能减小
D.运动员从最高点下落的过程中,机械能增大
答案:2.C