小明做“测滑轮组机械效率”实验时,用图中所示的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法.
(1)质量为4kg、底面积为0.1m2的货物放在水平地面上(g取10N/kg).求货物所受的重力和货物对地面的压强;
(2)用此滑轮组将重为36N的物体匀速提起时,拉力的功率为3.6W,滑轮组的机械效率为75%.(忽略摩擦及绳重)求:绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重.
网友回答
解:最省力时绕4股绳子,根据“奇动偶定”法则,4股应从定滑轮挂钩上开始绕绳子,绕法如图,绳子段数n=4.
(1)货物的重力:
G=mg=4kg×10N/kg=40N,
对地面的压强:
p====400Pa,
(2)因为η====,
所以拉力为F===12N;
由于P=Fv所以绳子自由端移动速度为v===0.3m/s;
由于忽略摩擦及绳重,则η===;
所以动滑轮重G动=-G=-36N=12N.
答:绕法:4股绳子;
(1)货物所受的重力为40N;货物对地面的压强为400Pa;
(2)绳子自由端移动的速度为0.3m/s;动滑轮的总重为12N.
解析分析:滑轮组使用时要最省力绳子股数应最多,本题最多可以绕出4股绳子.
(1)已知质量,根据公式G=mg空气货物的重力;在水平面上物体对地面的压力就等于物体的重力,根据公式P=可求对地面的压强;
(2)利用公式η=求出F,再利用公式P=Fv求出绳子自由端移动的速度v;W额外=G动h,W有用=Gh,再利用η=求出动滑轮重力G动.
点评:本题考查重力、压强、速度、动滑轮的重力的计算,用滑轮组提升重物时,记住克服物体重力所做的功为有用功,克服摩擦及滑轮重力所做的功为额外功,有用功加额外功等于总功,有用功比总功等于机械效率.