如图所示,质量为60kg的工人用滑轮架吊起重物,每个滑轮的重量为50N。
(1) 用滑轮架将重250N的物体匀速提升2m的过程中,工人所用的拉力为150N,求工人所做的有用功和总功。
(2)若绳索能承受的最大拉力为400N滑轮组的机械效率选择题,绳索自重和重力增加过程中的摩擦力对应的附加功仍占总功率的10%。 找出滑轮架的最大机械效率。
解析:
试卷解析:
(1)已知拉力与自由端的距离,根据W=Fs计算人所做的有用功;
(2)由图可知,绳子的有效股数为2股滑轮组的机械效率选择题,绳子末端与物体h的距离s的关系为s=nh。 根据W=Fs表示拉力所做的总功,根据W=Gh表示克服总功 动滑轮重力所做的功,绳索重量对应的额外功而摩擦力仍占总功率的10%,总功等于有用功与额外功之和来表示其大小,求得滑轮架在最大拉力时的机械效率,这是滑轮架的最大拉力。
试卷解析:
(1) 人所做的有用功:×100% 计算滑轮架在最大拉力下的机械效率,即滑轮架的最大拉力。
W有=Gh=250N×2m=500J;
从图中可以看出n=2,则s=2×2m
人们所做的总工作:
W总=Fs=150N×2×2m=600J;
(2)当物体以绳索所能承受的最大拉力升起时,滑轮架的机械效率最大,
从图中可以看出n=2,s=nh,
拉力所做的总功:
W总=Fs=2Fh,
克服动滑轮重力所做的额外功:
W移动= G移动h,
重力增加过程中绳索重量和摩擦力对应的附加功:
W 绳索摩擦力 = 10% W 总计 = 10% × 2Fh = 0.2Fh,
滑车架完成的有用工作:
W有=W总-W动-W绳摩擦力=2Fh-G动h-0.2Fh=1.8Fh-G动h,
小车最大机械效率:
回答:
(1) 一个人所做的有用功为500J; 总功为600J;
(2)小车架最大机械效率为83.75%。
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