一个工人用如图所示的滑轮组匀速提升2000N的货物,所用拉力为600N,绳子自由端4s被拉下4m,不考虑摩擦和绳重.求:
①总功的功率
②此滑轮组的机械效率多大?
③若用此滑轮组提升3200N的货物,所需拉力多大?此时机械效率多大?
网友回答
解:由图可知,n=4,s=4h=4m,h=1m;
(1)当提升G=2000N的重物时,
W总=Fs=600N×4m=2400J,
拉力做功功率:
P总===600W;
(2)W有用=Gh=2000N×1m=2000J,
滑轮组的机械效率:
η==≈83.3%;
(3)不考虑绳重和摩擦,当提升G=2000N的重物时,
∵F=(G物+G轮),
即:600N=(2000N+G轮),
∴动滑轮重:
G轮=400N,
当提升G=3200N的重物时,
F′=(G物′+G轮)=(3200N+400N)=900N.
此时机械效率:
η=====≈88.9%.
答:(1)总功功率为600W;
(2)此滑轮组的机械效率为83.3%;
(3)若用此滑轮组提升3200N的货物,所需拉力为900N,此时机械效率为88.9%.
解析分析:由图可知,承担物重的绳子股数n=4,重物被提升h,则拉力端移动的距离s=4h;
(1)知道拉力大小、拉力端移动的距离,利用W=Fs求总功;又知道所用时间,利用功率公式求总功功率.
(2)利用s=4h求出货物升高的高度h,知道货物重G,利用W=Gh求出有用功;根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率.
(3)不考虑绳重和摩擦,当提升2000N重物时,利用F=(G物+G轮)求出动滑轮重;再利用F=(G物+G轮)求出提升3200N重物时的拉力;η====求此时机械效率.
点评:本题考查了使用滑轮组拉力的计算,有用功、总功、功率、机械效率的计算,利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=(G物+G轮)]是本题的关键.