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(2014•乌鲁木齐)如图,质量为60kg的工人用滑轮组提升重物,每个滑轮的重力均为50N,(1)用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中,人做的有用功为多少?(2)若绳子能够承受的
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(2014•乌鲁木齐)如图,质量为60kg的工人用滑轮组提升重物,每个滑轮的重力均为50N,
(1)用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中,人做的有用功为多少?
(2)若绳子能够承受的最大拉力为400N,重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功率的10%,求滑轮组的最大机械效率.
(1)用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中,人做的有用功为多少?
(2)若绳子能够承受的最大拉力为400N,重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功率的10%,求滑轮组的最大机械效率.
▼优质解答
答案和解析
(1)人做的有用功:
W有=Gh=250N×2m=500J;
(2)当以绳子能够承受的最大拉力提升物体时,滑轮组的机械效率最大,
由图可知n=2,s=nh,
拉力做的总功:
W总=Fs=2Fh,
克服动滑轮重力做的额外功:
W动=G动h,
因重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功率的10%,
由P=
可得,重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功:
W绳摩=10%P总t=10%W总=10%×2Fh=0.2Fh,
滑轮组做的有用功:
W有=W总-W动-W绳摩=2Fh-G动h-0.2Fh=1.8Fh-G动h,
滑轮组的最大机械效率:
η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=83.75%.
答:(1)人做的有用功为500J;
(2)滑轮组的最大机械效率为83.75%.
W有=Gh=250N×2m=500J;
(2)当以绳子能够承受的最大拉力提升物体时,滑轮组的机械效率最大,
由图可知n=2,s=nh,
拉力做的总功:
W总=Fs=2Fh,
克服动滑轮重力做的额外功:
W动=G动h,
因重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功率的10%,
由P=
W |
t |
W绳摩=10%P总t=10%W总=10%×2Fh=0.2Fh,
滑轮组做的有用功:
W有=W总-W动-W绳摩=2Fh-G动h-0.2Fh=1.8Fh-G动h,
滑轮组的最大机械效率:
η=
W有 |
W总 |
1.8Fh−G动h |
2Fh |
1.8F−G动 |
2F |
1.8×400N−50N |
2×400N |
答:(1)人做的有用功为500J;
(2)滑轮组的最大机械效率为83.75%.
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