分析 (1)重物勻速上升時人對地面的壓力等于自身的重力減去繩子的拉力,受力面積為兩只腳與地面的接觸面積之和,根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出人對地面的壓強;
(2)由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù),根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離,根據(jù)W=Fs求出拉力做的功,再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出人做功的功率;
(3)根據(jù)W=Fs表示出拉力做的總功,根據(jù)W=Gh表示出克服動滑輪重力做的功,繩子重和摩擦對應(yīng)的額外功始終占總功率的10%,根據(jù)總功等于有用功和額外功之和表示出其大小,根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出最大拉力時滑輪組的機械效率.
解答 解:(1)重物勻速上升時人對地面的壓力:
F壓=G人-F拉=m人g-F拉=60kg×10N/kg-300N=300N,
人對地面的壓強:
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{300N}{2×200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7500Pa;
(2)由圖可知,n=2,則繩端移動的距離:
s=nh=2×2m=4m,
拉力做的功:
W=F拉s=300N×4m=1200J,
拉力做功的功率:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1200J}{10s}$=120W;
(3)當以繩子能夠承受的最大拉力提升物體時,滑輪組的機械效率最大,
拉力做的總功:
W總=Fs=2Fh,
克服動滑輪重力做的額外功:
W動=G動h,
因重力提升過程中繩子重和摩擦對應(yīng)的額外功始終占總功的10%,
所以,重力提升過程中繩子重和摩擦對應(yīng)的額外功:
W繩摩=10%W總=10%×2Fh=0.2Fh,
滑輪組做的有用功:
W有=W總-W動-W繩摩=2Fh-G動h-0.2Fh=1.8Fh-G動h,
滑輪組的最大機械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.8Fh-{G}_{動}h}{2Fh}$×100%=$\frac{1.8F-{G}_{動}}{2F}$×100%=$\frac{1.8×400N-50N}{2×400N}$×100%=83.75%.
答:(1)重物勻速上升時人對地面的壓強為7500Pa;
(2)物體10s內(nèi)勻速上升了2m,人做功的功率為120W;
(3)滑輪組的最大機械效率為83.75%.
點評 本題考查了壓強、有用功和額外功、機械效率的計算,關(guān)鍵是知道提升物體越重時拉力越大、滑輪組的機械效率越大.
科目:初中物理 來源: 題型:計算題
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科目:初中物理 來源: 題型:多選題
A. | $\frac{U}{I}$ | B. | $\frac{I}{{I}_{2}}$ | C. | $\frac{U}{{I}_{2}}$ | D. | $\frac{△I}{△{I}_{2}}$ |
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 動滑輪自重20N | B. | 所做的有用功為12J | ||
C. | 拉力F做功的功率為0.3W | D. | 該滑輪組的機械效率約為83.3% |
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