如图(a)所示的滑轮组,每个滑轮等重,不计绳重和摩擦,物体重G.从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉断,每次均匀速拉动绳子将物体提升相同的高度.图(b)是在此过程中滑轮组的机械效率随物重增加而变化的图象.
(1)试求每个滑轮有多重.
(2)绳子能承受的最大拉力.
(3)现实生活中,提高机械效率,更充分地发挥机械设备的作用,有重要的经济意义,请你从物理学的角度说出提高机械效率的主要方法.
网友回答
解:
(1)由(b)图可知:当G=200N时,η=50%,
∵η====,
即:50%=,
∴G动=100N;
(2)由(b)图可知:当G′=1800N时,绳子刚好被拉断,
则绳子能承受的最大拉力:
F最大=(G′+2G动)=×(1800N+2×100N)=500N;
(3)要提高机械效率,便要想办法减少工作过程中所做的额外功,可以改进结构,使它更合理,更轻巧,在使用中经常保养,定期润滑,使机械处于良好的运转状态.
答:(1)每个滑轮重为100N;(2)绳子能承受的最大拉力为500N;(3)改进结构,使它更合理,更轻巧,在使用中经常保养,定期润滑,使机械处于良好的运转状态.
解析分析:(1)从图上找出滑轮组提起200N物体时的机械效率,根据η====,求出每一个动滑轮的重力.(2)利用滑轮组提起物体时,不计绳重和摩擦时,F=(G+G动)求出绳子能承受的最大拉力.(3)要提高机械效率,便要想办法减少工作过程中所做的额外功,要减少克服机械本身的重力、尽量减小摩擦力.
点评:此题考查了机械效率的概念应用,掌握机械效率的概念,理清有用功、额外功与总功之间的关系,能从图象中得出相关信息是本题的关键.