20.如圖甲所示是某建筑工地利用滑輪組和卷揚機提起重物的示意圖.已知勻速提起質(zhì)量為m=90kg建筑材料時,卷揚機對繩的拉力為F,滑輪組的機械效率為η,卷揚機拉力的功率為P.建筑材料上升的距離和時間關(guān)系如圖乙所示,動滑輪受到的重力G=100N.滑輪與軸的摩擦、細繩受到的重力忽略不計,g=10N/kg.求:

(1)卷揚機對繩的拉力F;
(2)滑輪組的機械效率η;
(3)卷揚機拉力的功率為P.

分析 (1)根據(jù)圖示讀出提升物體繩子的條數(shù)n,然后根據(jù)F=$\frac{1}{n}$(G+G)求出卷揚機對繩的拉力;
(2)根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$即可求出滑輪組的機械效率;
(3)根據(jù)圖乙讀出卷揚機工作10s材料上升的距離,然后根據(jù)s=nh求出F處移動的距離,再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出卷揚機拉力的功率.

解答 解:(1)根據(jù)圖示可知,提升物體繩子條數(shù)為2,卷揚機對繩的拉力:
F=$\frac{1}{2}$(G+G)=$\frac{1}{2}$(90kg×10N/kg+100N)=500N;
(2)滑輪組的機械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%=$\frac{90kg×10N/kg}{2×500N}$=90%;
(3)根據(jù)圖乙可知,卷揚機工作10s材料上升的距離為1m,則卷揚機拉力的功率:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=$\frac{500N×2×1m}{10s}$=100W.
答:(1)卷揚機對繩的拉力為500N;
(2)滑輪組的機械效率為90%;
(3)卷揚機拉力的功率為100W.

點評 本題考查重力、有用功、總功、機械效率以及功率的計算以及讀圖能力,注意η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$和F=$\frac{1}{n}$(G+G)的應用.

練習冊系列答案
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②只連接一次就能夠檢測出故障的方法是:將檢測小燈L'接在AB兩點之間.

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