题目内容
【题目】如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为GA . 在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为vA , 滑轮组的机械效率为η.已知:GA=400N,vA=0.4m/s,η=80%,绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计.求:
(1)绳子自由端的速度大小v绳;
(2)动滑轮所受的重力大小G动;
(3)拉力F做功的功率P.
【答案】
(1)解:由图知,n=2,绳子自由端移动的速度:
v=2vA=2×0.4 m/s=0.8 m/s;
答:绳子自由端的速度大小为0.8m/s;
(2)解:绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,滑轮组的机械效率:
η= = = ,
代入已知数值得:
80%= ,
解得动滑轮重力:
G动=100N;
答:动滑轮所受的重力大小为100N;
(3)解:绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,拉力F= (GA+G轮)= (400N+100N)=250N,
拉力做功的功率P= = =Fv=250N×0.8m/s=200W.
答:拉力F做功的功率为200W.
【解析】(1)由图知,使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2,则绳子自由端(拉力端)移动的速度等于物体上升速度的2倍;(2)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,滑轮组的机械效率η= = = ,据此列方程求动滑轮重力;(3)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,拉力F= (GA+G轮),(1)求出了拉力端移动的速度,利用P=Fv求拉力做功的功率.
【考点精析】关于本题考查的滑轮组绳子拉力的计算和滑轮(组)的机械效率,需要了解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物 + G轮);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)才能得出正确答案.