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,求这个过程中:
(1)绳子自由端移动的距离;
(2)此滑轮组的机械效率;
(3)拉力F的功率.

【答案】
(1)解:由图可知,n=3,则绳子自由端移动的距离:s=nh=3×1m=3m
(2)解:有用功:W=Gh=900N×1m=900J,

总功:W=Fs=400N×3m=1200J,

此滑轮组的机械效率:

η= ×100%= ×100%=75%


(3)解:拉力F的功率:

P= = =120W


【解析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离;(2)根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,利用η= ×100%求出此滑轮组的机械效率;(3)根据P= 求出拉力F的功率.
【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 + G);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).

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