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物理必考小明做“测滑轮组机械效率 实验时.用图中所示的滑轮.组装成滑

2024-01-16 08:15:34信息公告847

小明做“测滑轮组机械效率”实验时,用图中所示的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法.用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时,拉力的功率为0.36W,滑轮组的机械效率为75%.(忽略摩擦及绳重)K5F物理好资源网(原物理ok网)

求:(1)绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重.K5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)若用此滑轮组提起3N的重物时,其机械效率是多少?

试题答案

解:最省力时绕4股绳子,根据“奇动偶定”法则,4股应从定滑轮挂钩上开始绕绳子,绕法如图,绳子段数n=4.K5F物理好资源网(原物理ok网)

(1)滑轮组的机械效率:K5F物理好资源网(原物理ok网)

η======75%,K5F物理好资源网(原物理ok网)

解得:F=1.2N,K5F物理好资源网(原物理ok网)

绳子自由端移动的速度:K5F物理好资源网(原物理ok网)

v===0.3m/s,K5F物理好资源网(原物理ok网)

∵F=(G+G),K5F物理好资源网(原物理ok网)

∴G=nF-G=4×1.2N-3.6N=1.2N;K5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)若用此滑轮组提起3N的重物时,绳子的拉力:K5F物理好资源网(原物理ok网)

F′=(G′+G)=×(3N+1.2N)=1.05N,K5F物理好资源网(原物理ok网)

此时滑轮组的机械效率:K5F物理好资源网(原物理ok网)

η′=====≈71.4%.K5F物理好资源网(原物理ok网)

答:如上图所示;K5F物理好资源网(原物理ok网)

(1)绳子自由端移动的速度为0.3m/s,动滑轮的总重为1.2N.K5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)若用此滑轮组提起3N的重物时,其机械效率约为71.4%.K5F物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

滑轮组使用时要最省力,则绳子的有效股数应最多,本题最多可以绕出4股绳子.K5F物理好资源网(原物理ok网)

(1)根据滑轮组的机械效率η====求出拉力的大小,利用公式P=Fv求出绳子自由端移动的速度,根据F=(G+G)求出动滑轮的总重.K5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)先根据F=(G+G)求出此时绳子的拉力,再根据η====求出此时滑轮组的机械效率.K5F物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了滑轮组的阻值和滑轮组拉力、速度、动滑轮重力、机械效率的计算,关键是滑轮组公式η=和F=(G+G)的灵活运用.K5F物理好资源网(原物理ok网)