试题
题目:
(2007·宁波)如图,搬运工人用滑轮组往4m高的平台上运砂石.已知每袋砂石的质量是63kg,动滑轮重70N.当工人匀速拉动绳索时,所用的拉力为多大?该滑轮组的机械效率为多少?(不计袋重、绳重和摩擦,g=10N/kg)
答案
解:如图,沙石由2股绳子承担,n=2,
(1)G
石
=m
石
g=63kg×10N/kg=630N,
由题知,不计袋重、绳重和摩擦,拉力大小:
F=
1
2
(G
轮
+G
石
)=
1
2
(70N+630N)=350N;
(2)拉力做功:
W
总
=Fs=350N×s,
提升沙石做的有用功:
W
有
=Gh=630N×h,
s=2h
滑轮组的机械效率:
η=
W
有
W
总
×100%=
630N×h
350N×2h
×100%=90%.
答:所用的拉力为350N,该滑轮组的机械效率为90%.
解:如图,沙石由2股绳子承担,n=2,
(1)G
石
=m
石
g=63kg×10N/kg=630N,
由题知,不计袋重、绳重和摩擦,拉力大小:
F=
1
2
(G
轮
+G
石
)=
1
2
(70N+630N)=350N;
(2)拉力做功:
W
总
=Fs=350N×s,
提升沙石做的有用功:
W
有
=Gh=630N×h,
s=2h
滑轮组的机械效率:
η=
W
有
W
总
×100%=
630N×h
350N×2h
×100%=90%.
答:所用的拉力为350N,该滑轮组的机械效率为90%.
考点梳理
考点
分析
点评
专题
滑轮组绳子拉力的计算;重力的计算;功的计算;有用功和额外功;滑轮(组)的机械效率.
从结构图上看出,滑轮为动滑轮,直接从动滑轮上引出的绳子股数n=2,
(1)不计袋重、绳重和摩擦,利用F=
1
2
(G
轮
+G
物
)求拉力大小;
(2)设沙石被提升的高度为h,则拉力移动的距离s=2h,
知道每袋沙石的质量,利用重力公式求沙石的重力,再利用W
有
=Gh求提升沙石做的有用功;
求出了拉力大小,利用W
总
=Fs求提升沙石做的总功;
利用η=
W
有
W
总
×100%求滑轮组的机械效率.
本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用,利用好“不计袋重、绳重和摩擦,利用F=
1
n
(G
轮
+G
物
)”是本题的关键.
计算题;压轴题.
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