在景华棚户区改造中,金富同学家获得了景德镇人民政府安置的一套保障房.为了将重600N的装修材料运送到6m高的楼上,他利用滑轮组设计了如图甲方案来搬运材料?(其中每个滑

发布时间:2020-07-28 21:21:31

在景华棚户区改造中,金富同学家获得了景德镇人民政府安置的一套保障房.为了将重600N的装修材料运送到6m高的楼上,他利用滑轮组设计了如图甲方案来搬运材料?(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)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)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10乙方案较为安全且效率较高.请你求出两方案效率大小的比值,再说明哪种方案效率较高?
(3)金富同学认为爸爸的方案有可取之处,但怀疑绳子会断,请计算说明绳子是否会断.
(4)若金富同学按乙方案在5s内将该材料匀速提高了4m,则拉力的功率是多少?

网友回答

解:
(1)若从动滑轮绕起,滑轮组由3段绳子承担物重,力的方向向下;若从定滑轮绕起,则滑轮组可由4段绳子承担物重,力的方向向上.所以要想最省力,应从定滑轮绕起,滑轮组由4段绳子承担物重,力的方向向上,如图所示.
(2)根据η====可得:
η1===,
η2===,
所以==,可知乙的效率大于甲的效率.
(3)由乙图知,爸爸的绕法由3段绳子承担物重,所以
F===210N<230N,
所以乙方案绳子不会断.
(4)因为滑轮由3段绳子承担物重,所以s=3h=3×4m=12m
又已知F=210N,所以
W=Fs=210N×12m=2520J
则P===504W.
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