如图所示,某工人用滑轮组往3m高的平台上运沙土,已知沙土的质量是40kg,袋子和动滑轮共重100N,不计绳重和摩擦.求:工人匀速拉动绳索时,所用的拉力是多大?此过程中工人做的有用功是多少?此滑轮组的机械效率有多大?(g=10N/kg)
解:沙土的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N
动滑轮有2段绳子承担重力,2F=G物+G额=400N+100N=500N,拉力F=250N
有用功:W有用=Gh=400N×3m=1200J
拉力做的功:W总=Fs=250N×2×3m=1500J
机械效率:η==80%
答:工人匀速拉动绳索时,所用的拉力是250N;此过程中工人做的有用功是1200J;此滑轮组的机械效率是80%.
动滑轮和重物的总重由几股绳子承担,提起重物所用的力就是它们总重的几分之一;找准物体上升的高度即可算出有用功;根据功率的计算公式η=可计算出机械效率.
点评:滑轮组的绕线决定滑轮组的使用效果,承担动滑轮的重的绳子的段数越多越省力,但拉力移动的距离也越大.计算机械效率时要找准有用功以及总功.
物理学习经验分享:光学问题抓“法线”;力学题目要从受力的分析,两力平衡入手;解电学问题要分析电路的性质。是串联还是并联?弄清各个电表测量的是什么量?是总压还是分压?是总流还是分流?各个电键的作用是什么?控制什么用电器?滑动变阻器有效部位是什么?抓住这些信息分析,问题大都可以迎刃而解。