题目内容

学习了简单机械的有关知识后,小强同学自制了一种简易升降晾衣架,它由四个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的一段固定在天花板上,人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升,晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平,如图所示.将40N的衣物挂在晾衣架上,人拉绳的力为12.5N时,衣物匀速上升,忽略绳重及摩擦.求:

(1)此时该装置的机械效率;
(2)将60N的衣物挂在晾衣架上,使其匀速上升1米,人所做的总功.

(1)∵G=40N,F=12.5N,
∴该装置的机械效率为:η======80%.
(2)∵G=40N,F=12.5N,设晾衣架横梁(含动滑轮)的总重G
由力的平衡可知:F=(G+G)
则晾衣架横梁(含动滑轮)的总重力为:G=4F﹣G=4×12.5N﹣40N=10N;
而由于第二次提升物体的重力为:G=60N,
∴此时的拉力为:F′=(G+G)=×(10N+60N)=17.5N,
而物体上升的高度h=1m,则绳子末端移动的距离为:S=4h=4×1m=4m,
∴人做的总功为:W=FS=17.5N×4m=70J.
答:(1)此时该装置的机械效率为80%.
(2)将60N的衣物挂在晾衣架上,使其匀速上升1米,人所做的总功为70J. 

解析

练习册系列答案
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太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染,其产业的发展日益蓬勃.某太阳能汽车,质量为350kg,顶部安装了太阳能电池板.
(1)当车上载有1500N的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2m2,则汽车对地面的压强为   Pa.(g=10N/kg)
(2)太阳能电池板将太阳能转化为   能.一般情况下,汽车在运动时,被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统.当汽车不运动时,太阳能将通过太阳能电池板储存在蓄电池内;当太阳能电池板不能提供足够的能量来驱动发动机时,蓄电池   (选填“储存”或“释放”)能量.
(3)若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2,它正对太阳时电池能够产生100V的电压,并对车上电动机提供8.4A的电流,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2,则电池的输出功率为   W,将太阳能转化为电能的效率为   .如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平面上匀速行驶时,受到的牵引力为90N,则汽车的行驶速度为   m/s.
(4)太阳能汽车采用四轮鼓式制动,有效地减少了制动距离.通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如下表所示:

实验次数
1
2
3
4
5
速度/ (m?s-1
2
3
4
5
6
制动距离/m
0.53
1.20
2.13
3.33
4.80

请在图中描点作出s- v2图象.根据图象反映的规律可知,当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离是   m.

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