试题

题目:
青果学院小芳家买了新房正在装修,需要搬运装修材料,但有些材料由于楼道过窄不方便搬运,于是小芳建议她爸爸采用如图所示的滑轮组,这样站在地上就可以把材料运上楼.若某次搬运的材料重800N,被提升的高度为10m,物体移动的速度为0.1m/s,人所用的拉力为500N求:(不考虑绳重及摩擦)
(1)请你帮助小芳画出滑轮组的绕线示意图.
(2)拉力的功率
(3)该滑轮组的机械效率是多少?
(4)在此基础上小芳想再加一个滑轮做动滑轮使用,组成一个新的滑轮组,提升相同的重物时,滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?
答案
解:(1)站在地上把材料运上楼,应从定滑轮开始绕线;
青果学院
(2)有图可知,动滑轮由两股绳子承担,则v2=2v1=2×0.1m/s=0.2m/s,
拉力的功率P=FV2=500N×0.2m/s=100W;
故答案为:拉力的功率为100W;
(3)有用功:W=Gh=800N×10m=8000J
做的总功:W=F×S=F×2h=500N×2×10m=10000J
该滑轮组的效率:η=
W
W
×100%=
8000J
10000J
×100%=80%;
答:该滑轮组的机械效率是80%.
(4)因为提升相同的重物,所以有用功保持不变,而由于增加动滑轮使得克服动滑轮的重力所做的额外功变多,故机械效率η会变小.
解:(1)站在地上把材料运上楼,应从定滑轮开始绕线;
青果学院
(2)有图可知,动滑轮由两股绳子承担,则v2=2v1=2×0.1m/s=0.2m/s,
拉力的功率P=FV2=500N×0.2m/s=100W;
故答案为:拉力的功率为100W;
(3)有用功:W=Gh=800N×10m=8000J
做的总功:W=F×S=F×2h=500N×2×10m=10000J
该滑轮组的效率:η=
W
W
×100%=
8000J
10000J
×100%=80%;
答:该滑轮组的机械效率是80%.
(4)因为提升相同的重物,所以有用功保持不变,而由于增加动滑轮使得克服动滑轮的重力所做的额外功变多,故机械效率η会变小.
考点梳理
滑轮组的设计与组装;滑轮(组)的机械效率;增大或减小机械效率的方法.
(1)向下拉绳子物体向上运动,应从定滑轮开始绕线;
(2)根据动滑轮承担的绳子的股数可知拉力移动的速度,则利用公式P=Fv可计算拉力功率;
(3)根据功的计算公式W=FS求出有用功和总功,利用功率的计算公式η=
W
W
可解此问;
(4)根据提升相同的重物可知有用功不变,而增加动滑轮会使额外功增加,从而可推知机械效率的变化.
滑轮组设计原则可归纳为:奇动偶定;一动配一定,偶数减一定,变向加一定;计算功、功率和机械效率时必须分清有用功与总功.正确理解物体上升的高度是解题的关键.
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