题目内容

一名体重为700N的工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物,若不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力F为200N,重物在5s内匀速上升了1m.则拉力的功率是
120
120
W,滑轮组的机械效率是
75%
75%
,动滑轮重是
150
150
N.若用此滑轮组提升重为900N的重物,工人对地面压力的大小
350
350
N,滑轮组的机械效率
变大
变大
.(选填“变大”、“变小”或“不变”).
分析:(1)知道物体重和上升的高度,利用功的公式计算有用功;根据s=3h求出拉力移动距离,根据W=Fs求出拉力做的功;根据P=
W
t
求出拉力的功率;
(2)根据公式η=
W有用
W总
可求得滑轮组的机械效率;
(3)根据F=
1
3
(G+G动)求动滑轮重.
(4)用此滑轮组提升重为900N的重物,根据F=
1
3
(G+G动)求出拉力,已知人的体重,然后可求得工人对地面压力;
增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即提升更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重.
解答:解:(1)滑轮组所做的有用功:W有用=Gh=450N×1m=450J;
拉力移动距离s=3h=3×1m=3m,
拉力做的总功W总=Fs=200N×3m=600J;
拉力的功率P=
W
t
=
600J
5s
=120W;
(2)η=
W有用
W总
×100%=
450J
600J
×100%=75%;
(3)∵F=
1
3
(G+G动)
∴动滑轮重:
G动=3F-G=3×200N-450N=150N.
(4)用此滑轮组提升重为900N的重物时,工人对绳子的拉力F拉=
1
3
(G′+G动)=
1
3
(900N+150N)=350N,
则工人对地面的压力:700N-350N=350N,
当提升重物的重力增加,做的有用功就变大,而额外功几乎不变,故机械效率变大.
故答案为:120;75%;150;350;变大.
点评:本题综合考查了学生对有用功、总功、功率和动滑轮重计算公式的理解和掌握,利用好s=3h是本题的关键,属于易错题.
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