精英家教網(wǎng)小明用如圖所示的滑輪裝置將總重為90N的重物勻速提升3m,此時他測得這個滑輪組的機(jī)械效率為75%.不計繩重和滑輪的摩擦阻力.
(1)小明這次使用這個滑輪裝置提升重物的過程中,所做的有用功、額外功各是多少?
(2)若小明組裝滑輪組所用的繩能承受的最大拉力為50N,這個滑輪組能達(dá)到的最大效率是多少?
分析:(1)根據(jù)“重為90N的重物勻速提升3m”利用功的計算公式W=Gh可計算出有用功,根據(jù)有用功和這個滑輪組的機(jī)械效率為75%可計算出總功,然后用總功減去有用功即為額外功.
(2)根據(jù)W額外功和重物勻速提升的高度,利用G=
W額外功
h1
可求出動滑輪的所受重力,再求出當(dāng)拉力為F=50N時,滑輪組能提升的最大物重為150N-30N,然后利用η=
W有用
W
×
100%即可求出這個滑輪組能達(dá)到的最大效率.
解答:解:(1)W有用功1=G1h1=90N×3m=270J,
由η1=
W有用功1
W總1
×100%得W總1=
W有用功1
η1
=
270J
0.75
=360J,
根據(jù)W額外功1=360J-270J=90J.
(2)W額外功1=90J,
動滑輪的所受重力為:G=
W額外功
h1
=
90J
3m
=30N
當(dāng)拉力為F=50N時,滑輪組能提升的最大物重:G2=150N-30N=120N
此時滑輪組能達(dá)到的最大效率為:η2=
W有用功 2
W總2
×100%=
G2h
3Fh
=
120N
3×50N
=80%.
答:(1)所做的有用功是270J;額外功是90J;
(2)這個滑輪組能達(dá)到的最大效率是80%.
點評:此題主要考查功的計算,有用功和額外功,滑輪組的機(jī)械效率等多個知識點,尤其是(2)求出這個滑輪組能達(dá)到的最大效率是個難點,因此此題屬于難題.
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