用如图所示的滑轮组提升重50N的物体,每个滑轮重10N,绳头匀速上升的距离是6m,绳重、摩擦不计.求:
(1)绳子自由端的拉力是多大?
(2)有用功是多大?
(3)总功是多大?
(4)滑轮组机械效率是多大?
解:(1)绳子自由端的拉力F===20N;
(2)物体上升的距离h===2m;
有用功W有用=Gh=50N×2m=100J;
(3)总功W总=FS=20N×6m=120J;
(4)机械效率η==×100%≈83.3%.
答:(1)绳子自由端的拉力是20N;
(2)有用功是100J;
(3)总功是120J;
(4)滑轮组机械效率是83.3%.
(1)已知物体的重力和动滑轮的重力,还知道动滑轮上绳子的段数,可求拉力的大小;
(2)已知绳头匀速上升的距离,还知道绳子的段数n=3,可求物体上升的距离,根据公式W=Gh可求有用功的大小;
(3)已知拉力的大小和绳头匀速上升的距离,根据公式W=FS可求总功;
(4)已知有用功和总功的大小,根据公式η=可求机械效率的大小.
点评:本题考查拉力、有用功、总功、机械效率的计算,关键是公式及其变形的灵活应用,难点是对动滑轮上绳子段数的判断.
联系生活——学习物理妙招:阿基米德原理:物体浸在液体中,要受浮力不密底,排开液体的重量,ρ 液 乘以gV 排 。