题目内容
如图甲,某同学用两个滑轮组成的滑轮组,在同一种绕绳方式下匀速提升不同质量的重物,得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系,并绘制出如图乙的F-G图象(不计绳重与摩擦).
(1)试根据图象计算动滑轮所受重力G动=
(2)在图甲中画出该同学的绕绳方法;
(3)用该滑轮组提起重为65N的重物时,滑轮组的机械效率是
(4)当换另一种绕绳方法时,用该滑轮组提起70N重物时,滑轮组的机械效率是
(1)试根据图象计算动滑轮所受重力G动=
10N
10N
;(2)在图甲中画出该同学的绕绳方法;
(3)用该滑轮组提起重为65N的重物时,滑轮组的机械效率是
86.7%
86.7%
;(4)当换另一种绕绳方法时,用该滑轮组提起70N重物时,滑轮组的机械效率是
87.5%
87.5%
.分析:(1)图象中表示出了F-G之间的关系,因此可读出多组具体的数据,根据这些数据可通过列方程的方法,解出动滑轮的重以及承担物重的绳子的段数;
(2)依据第一问解出的绳子的段数可画出滑轮组的绕线情况;
(3)根据F=
G总可求出拉力的大小,再将其他数据一并代入公式进行计算,可求出机械效率的大小.
(4)换另一种绕法时,动滑轮上有三段绳子,根据公式η=
=
=
可求机械效率.
(2)依据第一问解出的绳子的段数可画出滑轮组的绕线情况;
(3)根据F=
1 |
2 |
(4)换另一种绕法时,动滑轮上有三段绳子,根据公式η=
W有用 |
W总 |
Gh |
FS |
G |
nF |
解答:解:(1)由受力分析可知,F=
(G+G动),
根据图象上两个特殊点代入,20=
(30+G动)…①
40=
(70+G动)…②
解①②组成的方程组可得:G动=10N,n=2;
(2)由n=2可知有两段绳子吊着动滑轮,故绕绳方法如图所示;
(3)由题意得,此时的拉力F=
(G+G动)=
(65N+10N)=37.5N,
此时滑轮组的机械效率η1=
=
=
=
×100%=86.7%.
(4)拉力F1=
=
=
N;
机械效率η=
=
=
×100%=87.5%.
故答案为:(1)10N (2)n=2 (3)86.7% (4)87.5%
1 |
n |
根据图象上两个特殊点代入,20=
1 |
n |
40=
1 |
n |
解①②组成的方程组可得:G动=10N,n=2;
(2)由n=2可知有两段绳子吊着动滑轮,故绕绳方法如图所示;
(3)由题意得,此时的拉力F=
1 |
2 |
1 |
2 |
此时滑轮组的机械效率η1=
W有用 |
W总 |
Gh |
FS |
G |
nF |
65N |
2×37.5N |
(4)拉力F1=
G1+G动 |
3 |
70N+10N |
3 |
80 |
3 |
机械效率η=
W有用 |
W总 |
G1 |
3×F1 |
70N | ||
3×
|
故答案为:(1)10N (2)n=2 (3)86.7% (4)87.5%
点评:解决此题的关键是要根据滑轮组的省力特点,依据F=
(G+G动),结合图象中的数据,求出动滑轮的重和承担物重的绳子的段数,这样后面的问题便都迎刃而解,求机械效率时只需要正确运用公式即可.
1 |
n |
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