为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处.小明设计了图(甲)所示的滑轮组装置.当小明用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度和上升的高度

发布时间:2020-08-07 09:52:46

为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处.小明设计了图(甲)所示的滑轮组装置.当小明用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图(丙)和(丁)所示.若不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.求:
(1)在2~3s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η;
(2)在1~2s内,拉力F所做的功W.

网友回答

已知:n=3? v3=2.5m/s? F3=40N? G=100N? F2=50N? h2=1.25m?
求:(1)η=?(2)P=?
解:(1)由图可知在2~3s内,重物做匀速运动,v3=2.50m/s,拉力F3=40N,
∵从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3,
∴拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s,
拉力做功功率(总功率):
P总===F3v3′=40N×7.5m/s=300W
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%≈83.33%.
(2)在1~2s内,拉力F2=50N,重物上升高度h2=1.25m
拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×1.25m=3.75m,
拉力做的功为W=F2s2=50N×3.75m=187.5J.
答:(1)在2~3s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率为83.33%;
(2)在1~2s内,拉力F所做的功为187.5J.
解析分析:由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h.
(1)由F-t图象得出在2~3s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用点下降的速度,利用P===Fv求拉力做功功率,知道拉力F和物重G大小,以及S与h的关系,利用效率求滑轮组的机械效率.
(2)由F-t图象得出在1~2s内的拉力F,由h-t图象得出重物上升的高度,求出拉力F的作用点下降的距离,利用W=Fs求此时拉力做功.

点评:本题是一道力学综合题,涉及到功、功率、机械效率的计算,能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!