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精英家教网如图所示,物体重840N,动滑轮重160N,用力F将物体以1m/s的速度匀速竖直提升,若不计绳重和摩擦,求:
(1)拉力F的大小
(2)此装置的机械效率
(3)拉力F的功率.
分析:(1)不计绳重和摩擦,利用F=
1
2
(G+G)求拉力大小;
(2)知道承担物重的绳子股数n=2,重物被提升h,则拉力端移动的距离s=2h,知道物重G和升高的高度h求出有用功;知道拉力大小和拉力端移动的距离求出总功W=Fs,根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率;
(3)知道物体移动的速度,求出拉力移动的速速,v2=2v1,再根据P=
W
t
=
FS
t
=Fv求拉力做功功率.
解答:解:(1)不计绳重和摩擦,物体和动滑轮由2段绳子承担,拉力:
F=
G+G
2
=
840N+160N
2
=500N;
(2)∵物体和动滑轮由2段绳子承担,
∴拉力移动的距离:s=2h,
此装置的机械效率:
η=
W
W
=
Gh
FS
=
Gh
F×2h
=
G
2F
=
840N
2×500N
=84%;
(3)∵物体以v1=1m/s的速度匀速竖直提升,所以拉力移动速度v2=2m/s,
拉力F的功率:
P=
W
t
=
FS
t
=Fv2=500N×2m/s=1000W.
答:(1)拉力F的大小为500N;
(2)此装置的机械效率为84%;
(3)拉力F的功率为1000W.
点评:本题考查了使用动滑轮拉力的计算、机械效率的计算、功率的计算,利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=
1
n
(G+G)]是本题的关键
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