题目内容

【题目】小明利用图中的所示滑轮组,把重力为G的物体竖直向上匀速拉起,此时绳子自由端的拉力为F,动滑轮的重为G0 , n为承担动滑轮绳子的股数(不计绳重和摩擦).
(1)试以动滑轮为研究对象,从受力分析的角度推导:F=
(2)若此时小明用500N的拉力,把800N的重物匀速提升到某一高度,求此时滑轮组的机械效率.

【答案】
(1)解:由图可知,承担动滑轮绳子的股数n=2;

以动滑轮为研究对象,不计绳重和摩擦,动滑轮受竖直向下的重力G0、物体对动滑轮向下的拉力F(且F=G)和竖直向上的两股绳子的拉力2F,

由于物体竖直向上匀速拉起,处于平衡状态,则2F=G+G0

所以,F= (G+G0);

答:推导过程见解答过程;


(2)解:绳端移动的距离s=nh,

有用功W=Gh,拉力做功W=Fs=Fnh,

滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=80%.

答:滑轮组的机械效率80%.


【解析】(1)以动滑轮为研究对象,由于动滑轮处于平衡状态,根据受力情况即可得出F= (G+G0);(2)由滑轮组的结构知道,承担物重的绳子股数n=2,s=2h,知道拉力、绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求拉力做功;利用W=Gh求有用功,再利用效率公式求滑轮组的机械效率.
【考点精析】认真审题,首先需要了解滑轮组绳子拉力的计算(1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担,用n 表示.2、确定重物的上升距离,和拉力F 的绳端的移动距离;重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是:nh;3、看是否计动滑轮的重力.(绳重与摩擦一般情况都不计)当不计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)G物 ;当计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)(G + G)),还要掌握滑轮(组)的机械效率(关于滑轮组机械效率的计算:W有用 = G·h;W总 = F·s; s = n·h (1)η=W有用 / W总 (2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF))的相关知识才是答题的关键.

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