金富同学家最近获得了江西省人民政府安置的一套保障房,为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上,他利用物理课上学过的滑轮组,设计了如图甲所示的材料搬运方案(

发布时间:2020-08-12 14:51:54

金富同学家最近获得了江西省人民政府安置的一套保障房,为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上,他利用物理课上学过的滑轮组,设计了如图甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N,绳子足够长,所能承受的最大拉力为230N,不计绳重及摩擦).
(1)现请你帮助金富同学绕绳,要求尽量用最省力的方法实现材料的搬运;
(2)若金富同学在5s内将该材料匀速提高了2m,则拉力的功率是多少?
(3)金富的爸爸观察了该装置后,觉得将该装置的滑轮位置颠倒一下,如图乙所示,使用较安全且效率较高.请你比较两方案效率的大小,说明金富的爸爸的方案是否效率较高.

网友回答

解:(1)站在楼上把材料运上楼,应从定滑轮开始绕线,材料由4段绳子承担;见右图
(2)P=====264W.
(3)甲图机械效率:η甲===≈23%
乙图机械效率:
η乙===≈32%.
金富爸爸的方案是站在地上用力拉较安全且效率较高(有其他比较效率大小的正确方法均给分).
答:
(1)见右图.
(2)拉力的功率是264W.
(3)金富爸爸的方案是站在地上用力拉较安全且效率较高.
解析分析:(1)向上拉绳子物体向上运动,应从定滑轮开始绕线;
首先根据动滑轮由几段承担,来确定滑轮组的绳子段数,然后根据公式逐个计算.
(2)知道重物上升的高度,从而可以计算出拉力移动的距离,根据公式W=FS求出总功,再利用公式P=求出拉力做功的功率.
(3)甲乙两图有用功相同,上面求出了拉力大小,再求出拉力做的总功,利用机械效率的公式求出甲乙两图的机械效率,从甲乙两图的机械效率高低、省费力、是否更安全等方面分析.

点评:本题考查了学生对有用功、总功、机械效率、滑轮组绕法的了解与掌握,利用好“当不计绳重和摩擦时,拉力和物重的关系[F=(G轮+G物)]”是本题的关键.
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