题目内容
【题目】如图所示,工人用250N的力F将质量为40kg的物体在10s内匀速提升2m,不计绳重和摩擦,g取10N/kg,求:
(1)重物受到的拉力大小和动滑轮重;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率.
【答案】
(1)解:因为重物被匀速提起,所以重物受到的拉力等于重物重力为G=mg=40kg×10N/k=400N;
因为F= (G+G动)
所以G动=2F﹣G=2×250N﹣40×10N/kg=100N
(2)解:拉力移动距离:s=2h=2×2m=4m,
拉力做的总功:W总=Fs=250N×4m=1000J,
拉力做功的功率:
P= = =100W
(3)解:拉力做的有用功:W有=Gh=400N×2m=800J,
滑轮组的机械效率:
η= ×100%= ×100%=80%
【解析】(1)由于重物被匀速提起,所以重物受到的拉力和重物重力是一对平衡力,大小相等;从图可知,有两段绳子承担物重,根据F= (G+G动)求出动滑轮重.(2)知道拉力的大小,可利用公式W=FS计算出拉力做的总功,又知道做功的时间,可利用公式P= 计算出拉力的功率.(3)再利用公式η= ×100%计算出滑轮组的机械效率.
【考点精析】掌握滑轮组绳子拉力的计算和滑轮(组)的机械效率是解答本题的根本,需要知道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).