题目内容

(2012?文登市模拟)如图是用滑轮组提起重物的装置示意图;物重为8×104N,滑轮组的机械效率为80%,要把重物匀速提升1m,求:
(1)有用功是多少?
(2)需用的拉力F为多大?
(3)假若将重物提升1m所用的时间是2s,那么拉力F的功率是多大?
分析:(1)已知物重和提升的高度,利用公式W有用=Gh可以得到有用功;
(2)已知有用功和机械效率,可以得到总功;已知承担物重的绳子股数和物体上升的高度,可以得到绳子末端拉起的长度;已知总功和绳子拉起的长度,利用公式F=
W
S
得到拉力;
(3)已知绳子拉起的长度和时间,可以得到绳子拉起的速度;已知拉力和速度,利用公式P=Fv得到功率.
解答:解:
(1)有用功为W有用=Gh=8×104N×1m=8×104J;
(2)拉力做的总功为W=
W有用
η
=
104J
80%
=1×105J
绳子拉起的长度为S=3h=3×1m=3m
施加的拉力为F=
W
S
=
105J
3m
≈3×104N;
(3)绳子拉起的速度为v=
S
t
=
3m
2s
=1.5m/s
拉力的功率为P=Fv=3×104N×1.5m/s=4.5×104W.
答:
(1)有用功为8×104J;
(2)施加的拉力为3×104N;
(3)拉力的功率为4.5×104W.
点评:此题中计算拉力大小还可以利用机械效率的变形公式η=
G
nF
→F=
G
求解,更方便.同时说明机械效率大小、拉力大小与有用功多少没有关系.
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