题目内容

【题目】如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在10s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m,已知拉力F为400N,建筑材料的重力G为900N,不计绳重及摩擦,求这个过程中:

(1)绳子自由端移动的距离.
(2)此滑轮的机械效率.
(3)第二次拉建筑材料的拉力变为500N,此时的机械效率.

【答案】
(1)解: 由图知道,由3段绳子承担物重,即n=3,所以绳子自由端移动的距离是:s=nh=3×1m=3m;
(2)解: 由题意知道,拉力F做的有用功是:W=Gh=900N×1m=900J,
F做的总功是:W =Fs=400N×3m=1200J,
额外功是:W=W-W有用=1200J-900J=300J
故此滑轮组的机械效率:η=W/W×100%=900J/1200J×100%=75%;
(3)解: 第二次拉建筑材料的拉力变为500N,额外功不变,
所以F做的总功是:W' =Fs=500N×3m=1500J,有用功是:W'有用=1500J-300J=1200J,
故此滑轮组的机械效率是:η=W'/W'×100%=1200J/1500J×100%=80%;
【解析】(1)由图知道,由3段绳子承担物重根据公式可算出绳子自由端移动的距离;(2)先根据公式求出拉力F做的有用功,其次根据公式求出拉力做的总功,再根据效率的公式求出滑轮组的效率;(3)第二次拉建筑材料的拉力变为500N,额外功不变,求出此时的有用功和总功来。
【考点精析】通过灵活运用功的计算和滑轮(组)的机械效率,掌握功的计算公式:W = F S;F 表示力,单位:牛( N ) . S 表示距离,单位:米(m)W表示功, 功的单位就是牛· 米 . 叫作焦耳.即:1 J = 1N·m;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)即可以解答此题.

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