题目内容
装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为100㎏的货物,所用的拉力F为550N,绳子自由端在50s内被拉下2m,在此过程中求:(1)拉力F所做的功和功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)请简要回答动滑轮重力大小对滑轮组的机械效率有何影响?
(g取10N/㎏,不计绳重及滑轮摩擦)
分析:(1)已知拉力的大小和拉力移动的距离,根据公式W=FS可求拉力做的总功,还知道做功的时间,根据公式P=
可求拉力的功率.
(2)已知动滑轮上绳子的段数和绳子自由端移动的距离以及物体的质量,根据公式W=Gh可求克服物体重力做的有用功,有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率.
(3)根据滑轮组机械效率的推导公式η=
=
=
可知动滑轮重力大小对滑轮组的机械效率影响.
W |
t |
(2)已知动滑轮上绳子的段数和绳子自由端移动的距离以及物体的质量,根据公式W=Gh可求克服物体重力做的有用功,有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率.
(3)根据滑轮组机械效率的推导公式η=
W有用 |
W总 |
Gh |
(G动+G)h |
G |
G+G动 |
解答:解:(1)拉力做的功W总=FS=550N×2m=1100J,
功率P=
=
=22W.
答:拉力F所做的功为1100J,功率为22W.
(2)克服物体重力所做的有用功W有用=Gh=mgh=100kg×10N/kg×
=1000J,
滑轮组的机械效率η=
=
×100%≈91%.
答:滑轮组的机械效率为91%.
(3)当物体重力一定时,根据公式η=
=
=
可知动滑轮的重力越小,滑轮组的机械效率就越高.
功率P=
W |
t |
1100J |
50s |
答:拉力F所做的功为1100J,功率为22W.
(2)克服物体重力所做的有用功W有用=Gh=mgh=100kg×10N/kg×
2m |
2 |
滑轮组的机械效率η=
W有用 |
W总 |
1000J |
1100J |
答:滑轮组的机械效率为91%.
(3)当物体重力一定时,根据公式η=
W有用 |
W总 |
Gh |
(G动+G)h |
G |
G+G动 |
点评:本题考查做功、功率、机械效率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点知道根据动滑轮上绳子的段数求物体升高的距离,难点是机械效率变形公式的推导.
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