小华和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验,当人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的自由端时,10s绳子自由端移动了1.5m,重物上升了0.5m,若滑轮摩擦及

发布时间:2020-08-11 16:52:59

小华和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验,当人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的自由端时,10s绳子自由端移动了1.5m,重物上升了0.5m,若滑轮摩擦及绳重忽略不计,则该滑轮组的效率为70%(g取10N/kg)
(1)画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况.(所有滑轮必须都使用)
(2)人的拉力做功的功率是多少?
(3)被吊起重物的重力是多少?
(4)如果用该滑轮组匀速吊起2160N的重物,则该滑轮组的效率为多大?

网友回答

解:(1)由题意可知,向下拉绳子时,承担动滑轮及重物的绳子股数:n==3,根据“奇动偶定”,绳子应从动滑轮挂钩上开始,如图所示:

(2)人的拉力F=600N,移动距离s=1.5m,时间t=10s,
人的拉力做功的功率为:
P====90W;
(3)重物G上升高度h=0.5m,机械效率η=70%,
机械效率:η=×100%=×100%=×100%=70%,
解得重物的重力:G=1260N;
(4)由(3)知,W额=W总(1-η)=Fs(1-η)=600N×1.5m×(1-70%)=270J
∵W额=G动h
∴G动===540N
则η′=×100%=×100%=80%
答:(1)见上图;
(2)人的拉力做功的功率是90W;
(3)被吊起重物的重力是1260N;
(4)如果用该滑轮组匀速吊起2160N的重物,则该滑轮组的效率为80%.
解析分析:(1)先根据物体上升0.5m,绳子自由端下降1.5m,判断出绳子段数为3,再根据“奇动偶定”的原则画出绳子的绕法;
(2)根据公式P==将绳子自由端的拉力、移动的距离、运动的时间代入即可求出人的拉力做功的功率;
(3)W有用=Gh,W总=Fs,根据公式η=×100%将有关数值代入求出物体的重力G;
(4)先根据原来数据求出额外功,根据W额=G动h求出动滑轮的重力,从而可根据公式η=×100%=×100%求出滑轮组的机械效率.

点评:遇到滑轮组绕线问题,先根据s=nh判断出绳子的段数n,再根据“奇动偶定”的绕线法则来绕制绳子;
用滑轮组提升重物时,有用功为物体重力乘以物体升高的高度,总功为绳子自由端的拉力乘以自由端移动的距离;
记住滑轮组提升重物时机械效率的计算公式η=×100%=×100%.
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