重力为700N的工人站在水平地面上,用如图所示的滑轮组匀速提升物体A.绳子能够承受的最大拉力为500N.不计绳重和轴摩擦.当用竖直向下的拉力F1在1分钟内把重1200N的物体匀速提升6m的过程中,滑轮组的机械效率是75%.
(1)求拉力F1的功率P1和动滑轮的总重G动;
(2)求此滑轮组的最大机械效率.
网友回答
解:由图知,n=4,
(1)∵η====,
∴F1===400N,
拉力移动速度:
v1===0.4m/s,
P1=F1v1=400N×0.4m/s=160W;
∵不计绳重和轴摩擦,
∴F1=(GA+G轮),
∴G轮=4F1-GA=4×400N-1200N=400N,
(2)当拉力达到FM=500N时,滑轮组机械效率最高.
∵FM=(GB+G轮),
∴此时提升物体的重力:
GB=4FM-G轮=4×500N-400N=1600N,
ηM======80%.
答:(1)求拉力F1的功率为160W、动滑轮的总重为400N;
(2)此滑轮组的最大机械效率为80%.
解析分析:由图可知,承担物重的绳子股数n=4,则s=4h.(1)知道滑轮组的机械效率、物重、拉力大小,利用η====求拉力大小;求出拉力移动速度,利用P=Fv求拉力功率;不计绳重和轴摩擦,利用F=(G+G轮)求动滑轮重;(2)当拉力最大时,提升的物体最重,滑轮组机械效率最高.利用F=(G+G轮)求提升物体的重力,再利用η====求最大机械效率.
点评:本题关键:一是利用好使用滑轮组时,不计绳重和轴摩擦,F=(G+G轮);二是利用好功率推导公式P=Fv;三是利用好η====.