如图所示,一滑轮组定滑轮轴心距箱子3m,张明用300N的力通过该滑轮组拉起质量为50千克的箱子,5秒钟向前走了4m,问(1)张明做了多少功?他的功率是多少?(2)该滑

发布时间:2020-07-29 19:27:22

如图所示,一滑轮组定滑轮轴心距箱子3m,张明用300N的力通过该滑轮组拉起质量为50千克的箱子,5秒钟向前走了4m,问
(1)张明做了多少功?他的功率是多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?

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解:如图,在Rt△ABC中,
∵AB=3m,BC=4m,
∴AC=5m,
∴绳子自由端移动的距离:s=5m-3m=2m,
∵张明在向前走的过程中,拉力的大小不变F=300N,
∴张明做功(总功):W总=Fs=300N×2m=600J,
张明做功功率:P===120W;
(2)由图知,承担物重的绳子股数n=2,
∵s=2h=2m,
∴物体被提升的高度:h=1m,
张明做的有用功:
W有=Gh=mgh=50kg×10N/kg×1m=500J,
该滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=83.3%.
答:(1)张明做了600J的功,他的功率是120W;
(2)该滑轮组的机械效率是83.3%.
解析分析:(1)张明在向前走的过程中,拉力的大小不变,在Rt△ABC中,根据AB和BC的大小可求AC的大小,从而可求绳子自由端移动的距离;又知道拉力大小,利用W=Fs求张明做功大小,再利用P=求做功功率;(2)由图可知滑轮组承担物重的绳子股数n,根据s=nh求物体上升的高度,利用W=Gh求有用功,再利用效率公式求滑轮组的机械效率.

点评:本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法,关键有二:一是由图得出n的值(直接从动滑轮上引出的绳子股数),二是通过直角三角形边的关系求绳子自由端移动的距离.
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