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如图所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体 10s内绳子的自由端拉下16m 已知做的额外功

时间:2020-09-13 16:29:08

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如图所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体 10s内绳子的自由端拉下16m 已知做的额外功

问题补充:

如图所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体,10s内绳子的自由端拉下16m,已知做的额外功是800J,若绳重和摩擦不计,试求:

(1)绳自由端拉力的功率;

(2)滑轮组的机械效率;

(3)动滑轮的总重;

(4)若用此装置匀速提起1200N的重物,则拉力为多少N?

答案:

解:(1)由图可知,绕过动滑轮的绳子股数为4根,

因为绳子移动的距离与物体上升的高度之间的关系是:s=nh,

则物体上升的高度:h====4m,

克服物体重力做的功:W有=Gh=1000N×4m=4000J,

拉力做的功:W总=W有+W额=4000J+800J=4800J,

所以拉力的功率:P===480W.

(2)滑轮组的机械效率:η==≈83.3%.

(3)动滑轮的总重为:G动===200N.

(4)此时的拉力为:F=(G物+G动)==350N.

答:(1)绳自由端拉力的功率是480W.

(2)滑轮组的机械效率是83.3%.

(3)动滑轮的总重是200N.

(4)若用此装置匀速提起1200N的重物,则拉力为350N.

解析分析:(1)要求拉力的功率,根据功率公式P=可知,需要知道拉力所做的功和做功时间;做功时间题中已经告诉我们是10s,所以关键是要先求出拉力做的功是多少;拉力做的功是总功,而总功等于有用功和额外功之和,额外功题中已经告诉我们是800J,所以要求总功我们需要先求出有用功;克服物体重力对物体做的功是有用功,所以有用功可根据公式W=Gh算出,而题中并没有告诉我们物体上升的高度h,不过题中已经告诉我们绳子自由端移动的距离s,因为绳子自由端移动的距离与物体上升的高度之间有一种关系:s=nh,所以只要从图上数出绕过动滑轮的绳子股数,就能求出物体上升的高度.(2)机械效率是有用功跟总功的比值,所以求机械效率可根据机械效率公式η=来进行计算.(3)若绳重和摩擦不计,则提升物体时对动滑轮所做的功是额外功.已知额外功是800J,则可根据公式W=Gh的变形式G=算出动滑轮的重力;(4)滑轮组是一种省力机械,若绳重和摩擦不计,则有F=(G物+G动),物体的重力为1200N,动滑轮的重力在上一问中已经求出,绳子股数在第(1)问中已经知道,所以此时的拉力即可求出.

点评:本题考查的内容有:功和功率的计算,有用功、额外功、总功的概念及其关系,机械效率的计算,动滑轮重力的计算,滑轮组拉力与物重的关系,绳子自由端移动的距离与物体上升高度的关系,虽然考查的知识比较多,但相对来说还是一个知识系统.解答本题时要注意以下几点:拉力做的功是总功;对动滑轮做的功是额外功;承担物重的绳子是绕过动滑轮的绳子;机械效率用百分数表示.

如图所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体 10s内绳子的自由端拉下16m 已知做的额外功是800J 若绳重和摩擦不计 试求:(1)绳自由端拉力的功率;(2)滑轮组的

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