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)拉力F的功率.
(4)第二次拉建筑材料的拉力变为500N,此时的机械效率.
【答案】(1)3m.(2)75%.(3)120W.(4)80%
【解析】(1)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)由题意知道,拉力F做的有用功是:W有=Gh=900N×1m=900J,
F做的总功是:W总 =Fs=400N×3m=1200J,
额外功是:W额=W总-W有用=1200J-900J=300J
故此滑轮组的机械效率:η=W有/W总×100%=900J/1200J×100%=75%;
(3)拉力F的功率:P=W总/t=1200J/10s=120W;
(4)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'总 =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'有/W'总×100%=1200J/1500J×100%=80%;
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