(2012?沙坪壩區(qū)模擬)滑輪組既能省力又能改變力的方向,建筑工人用如圖所示的滑輪組把600N的重物,在5s內(nèi)緩慢提升2m,繩自由端的拉力F=250N.求:
(1)拉力做的功是多少J?
(2)該滑輪組的機(jī)械效率多大?
(3)若不計(jì)一切摩擦和繩重,該滑輪組的動(dòng)滑輪重多少N?
分析:(1)由圖可知繩子的有效股數(shù),根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離,根據(jù)W=Fs求出拉力做的功;
(2)根據(jù)W=Gh求出有用功,根據(jù)效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率;
(3)不計(jì)一切摩擦和繩重時(shí),根據(jù)F=
1
n
(G+G動(dòng))求出動(dòng)滑輪的重力.
解答:解:(1)拉力做的功:
W=Fs=Fnh=250N×3×2m=1500J;
(2)滑輪組做的有用功:
W=Gh=600N×2m=1200J,
機(jī)械效率:
η=
W
W
=
1200J
1500J
=80%;
(3)∵F=
1
n
(G+G動(dòng)),
∴250N=
1
3
×(600N+G動(dòng)
解得:G動(dòng)=150N.
答:(1)拉力做的功是1500J
(2)該滑輪組的機(jī)械效率為80%;
(3)若不計(jì)一切摩擦和繩重,該滑輪組的動(dòng)滑輪重為150N.
點(diǎn)評(píng):本題考查有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算,關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用,難點(diǎn)是動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù),這也是重點(diǎn).
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