题目内容
工人利用如图所示的滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦.
(1)若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提升,求该滑组此时的机械效率;
(2)若用此滑轮组将重900N的物体在10s内竖直向上匀速提升2m,求拉力F在这一过程中的功率.
(1)若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提升,求该滑组此时的机械效率;
(2)若用此滑轮组将重900N的物体在10s内竖直向上匀速提升2m,求拉力F在这一过程中的功率.
分析:由图知,承担物重的绳子有2段.
(1)已知拉力、物重,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率应用机械效率变形公式求解;
(2)不计绳重和摩擦,已知拉力、物重,利用滑轮组的特点可以得到动滑轮的重力;已知第二次的物重和动滑轮重力,可以得到第二次的拉力;已知物体上升的高度和时间,可以得到上升速度,进一步得到绳子自由端拉下的速度;已知拉力和绳子自由端移动的速度,利用公式P=Fv得到第二次的功率.
(1)已知拉力、物重,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率应用机械效率变形公式求解;
(2)不计绳重和摩擦,已知拉力、物重,利用滑轮组的特点可以得到动滑轮的重力;已知第二次的物重和动滑轮重力,可以得到第二次的拉力;已知物体上升的高度和时间,可以得到上升速度,进一步得到绳子自由端拉下的速度;已知拉力和绳子自由端移动的速度,利用公式P=Fv得到第二次的功率.
解答:已知:F1=250N G1=400N n=2 G2=900N t=10s h=2m
求:(1)η1=?(2)P2=?
解:
(1)滑轮组的机械效率为η1
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=80%;
(2)∵F=
(G+G动),
∴动滑轮的重力为G动=2F1-G1=2×250N-400N=100N;
∴第二次的拉力为F2=
(G2+G动)=
×(900N+100N)=500N,
绳子自由端移动的速度为v=
=
=
=0.4m/s,
∴第二次拉力的功率为P2=
=
=F2v=500N×0.4m/s=200W.
答:(1)若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提升,该滑组此时的机械效率为80%;
(2)若用此滑轮组将重900N的物体在10s内竖直向上匀速提升2m,拉力F在这一过程中的功率为200W.
求:(1)η1=?(2)P2=?
解:
(1)滑轮组的机械效率为η1
W有用 |
W总 |
Gh |
Fs |
Gh |
F?2h |
G1 |
2F1 |
400N |
2×250N |
(2)∵F=
1 |
n |
∴动滑轮的重力为G动=2F1-G1=2×250N-400N=100N;
∴第二次的拉力为F2=
1 |
2 |
1 |
2 |
绳子自由端移动的速度为v=
s |
t |
2h |
t |
2×2m |
10s |
∴第二次拉力的功率为P2=
W |
t |
Fs |
t |
答:(1)若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提升,该滑组此时的机械效率为80%;
(2)若用此滑轮组将重900N的物体在10s内竖直向上匀速提升2m,拉力F在这一过程中的功率为200W.
点评:此题考查的是机械效率的计算和功率的计算.解决滑轮组问题时注意两点:会正确判断作用在动滑轮上绳子的段数;知道同一滑轮组提升不同物重时,机械效率是变化的.
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