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如图所示,滑轮组提起重630N的货物,绳子的自由端拉力F=300N,重物以0.2m/s的速度匀速上升,不考虑绳重和摩擦,求:(1)滑轮组的机械效率;(2)
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如图所示,滑轮组提起重630N的货物,绳子的自由端拉力F=300N,重物以0.2m/s的速度匀速上升,不考虑绳重和摩擦,求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)拉力做功功率;
(3)当所提货物重力为930N时,绳端的拉力为多大?
(4)绳子能承受的最大拉力对滑轮组机械效率有何影响?简述理由.
(1)滑轮组的机械效率;
(2)拉力做功功率;
(3)当所提货物重力为930N时,绳端的拉力为多大?
(4)绳子能承受的最大拉力对滑轮组机械效率有何影响?简述理由.
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答案和解析
已知:货物的重G=630N,绳子的自由端拉力F=300N,重物上升的速度v=0.2m/s,n=3.第二次物重G′=930N
求:(1)滑轮组的机械效率η=?;(2)拉力做功功率P=?;(3)绳端的拉力F′=?
(1)滑轮组的机械效率为:η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=70%;
(2)绳子自由端移动的速度为:v=3v′=3×0.2m/s=0.6m/s,
拉力做功的功率为:P=
=
=Fv=300N×0.6m/s=180W;
(3)从题可知,当滑轮组提起货物的重为G物=630N时,绳子的自由端拉力F=300N,
则由公式F=
(G+G动)可得:
动滑轮重:G动=3F-G=3×300N-630N=270N,
∴提货物重力为G′=930N时,绳端的拉力为:
F′=
(G′+G动)=
×(930N+270N)=400N.
(4)根据公式η=
=
可知,在额外功不变的情况下,有用功增加可以提高机械效率;
在有用功不变的情况下,额外功减小也可以提高机械效率;
因此,绳子能承受的最大拉力越大,所能提起的物重就会越大,做的有用功就会越多,机械效率就会越高.
答:(1)滑轮组的机械效率为70%;
(2)拉力做功功率180W;
(3)当所提货物重力为930N时,绳端的拉力为400N;
(4)绳子能承受的最大拉力越大,滑轮组机械效率会越高;
理由是:绳子能承受的最大拉力越大,所能提起的物重就会越大,做的有用功就会越多,机械效率就会越高.
求:(1)滑轮组的机械效率η=?;(2)拉力做功功率P=?;(3)绳端的拉力F′=?
(1)滑轮组的机械效率为:η=
W有用 |
W总 |
Gh |
Fs |
Gh |
Fnh |
G |
nF |
630N |
3×300N |
(2)绳子自由端移动的速度为:v=3v′=3×0.2m/s=0.6m/s,
拉力做功的功率为:P=
W |
t |
Fs |
t |
(3)从题可知,当滑轮组提起货物的重为G物=630N时,绳子的自由端拉力F=300N,
则由公式F=
1 |
3 |
动滑轮重:G动=3F-G=3×300N-630N=270N,
∴提货物重力为G′=930N时,绳端的拉力为:
F′=
1 |
3 |
1 |
3 |
(4)根据公式η=
W有用 |
W总 |
W有用 |
W有用+W额 |
在有用功不变的情况下,额外功减小也可以提高机械效率;
因此,绳子能承受的最大拉力越大,所能提起的物重就会越大,做的有用功就会越多,机械效率就会越高.
答:(1)滑轮组的机械效率为70%;
(2)拉力做功功率180W;
(3)当所提货物重力为930N时,绳端的拉力为400N;
(4)绳子能承受的最大拉力越大,滑轮组机械效率会越高;
理由是:绳子能承受的最大拉力越大,所能提起的物重就会越大,做的有用功就会越多,机械效率就会越高.
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