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精英家教网在某建筑工地上,运用如图所示的滑轮组工具,将500N的物体在10s时间内匀速提升到二楼地板上,绳子自由端的拉力为200N.(已知楼层间高度为3m,提升过程中不计摩擦和绳重)
求:(1)物体上升的速度;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力的功率.
分析:由图知道,承担物重的绳子股数n=3,设重物被提升h,则拉力端移动的距离s=3h.
(1)知道物体上升的高度和时间,利用速度公式求物体上升的速度;
(2)知道物重G和拉力大小,根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率;
(3)求出绳子自由端移动的速度,利用P=Fv求拉力的功率.
解答:解:由图知,使用该滑轮组承担物重的绳子股数,n=3
(1)物体上升的速度:
v=
h
t
=
3m
10s
=0.3m/s;
(2)滑轮组的机械效率:
η=
W
W
×100%=
Gh
Fs
×100%
=
Gh
F?3h
×100%=
G
F×3
×100%
=
500N
200N×3
×100%≈83.3%;
(2)绳子自由端移动的速度:
v′=3v=0.3m/s×3=0.9m/s,
拉力的功率:
P=
W
t
=
Fs
t
=Fv=200N×0.9m/s=180W.
答:(1)物体上升的速度为0.3m/s;
(2)滑轮组的机械效率为83.3%;
(3)拉力的功率180W.
点评:本题考查了速度的计算、功的计算、功率的计算、机械效率的计算,确定承担物重的绳子股数(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的关键.
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