题目内容
【题目】工人用如图所示的滑轮组提升重物,在l0s内将210N的物体匀速提升2m。已知工人的拉力为80N(不计绳重与摩擦阻力),求:
(1)工人做的功和做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)在本题中,若滑轮组改用向下施力的绕法,则此时工人的拉力应为多大?
(4)写出一种提高滑轮组机械效率的方法?
【答案】(1)480J,48W;(2)87.5%;(3)120N;(4)一是增大提升的货物重;二是减轻动滑轮重
【解析】
(1)由图可知,承担物重的绳子股数n=3,根据求出绳端移动的距离;利用求拉力做功;又知道做功时间,利用功率公式求拉力做功的功率。
(2)知道物体重和上升的高度,利用求出有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
(3)由于不计绳重与摩擦阻力,利用求动滑轮重;为了改变施力的方向,采用了滑轮组的另一种绕法,拉力向上,承担物重的绳子股数,根据求出此时工人的拉力。
(4)提高滑轮组机械效率的方法有两种情况:一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦,这些方法可以减少额外功,提高机械效率;二是增加提升物体的重,在额外功不变的情况下,增大有用功,从而提高机械效率。
(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离
拉力做的总功
工人做功的功率
(2)对重物做的有用功
滑轮组的机械效率
(3)因为不计绳重与摩擦阻力,根据可得,动滑轮的重力
若滑轮组改用向下施力的绕法,则,此时工人向下的拉力
(4)提高滑轮组的机械效率:一是增大提升的货物重;二是减轻动滑轮重。
答:(1)工人做的功为480J,做功的功率为48W;(2)滑轮组的机械效率为87.5%;(3)此时工人的拉力应为120N;(4)增大提升的货物重或减轻动滑轮重。
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