用如圖所示的滑輪組提升重50N的物體,每個滑輪重10N,繩頭勻速上升的距離是6m,繩重、摩擦不計.求:
(1)繩子自由端的拉力是多大?
(2)有用功是多大?
(3)總功是多大?
(4)滑輪組機械效率是多大?
解:(1)繩子自由端的拉力F===20N;
(2)物體上升的距離h===2m;
有用功W有用=Gh=50N×2m=100J;
(3)總功W總=FS=20N×6m=120J;
(4)機械效率η==×100%≈83.3%.
答:(1)繩子自由端的拉力是20N;
(2)有用功是100J;
(3)總功是120J;
(4)滑輪組機械效率是83.3%.
(1)已知物體的重力和動滑輪的重力,還知道動滑輪上繩子的段數,可求拉力的大小;
(2)已知繩頭勻速上升的距離,還知道繩子的段數n=3,可求物體上升的距離,根據公式W=Gh可求有用功的大小;
(3)已知拉力的大小和繩頭勻速上升的距離,根據公式W=FS可求總功;
(4)已知有用功和總功的大小,根據公式η=可求機械效率的大小.
點評:本題考查拉力、有用功、總功、機械效率的計算,關鍵是公式及其變形的靈活應用,難點是對動滑輪上繩子段數的判斷.
聯系生活——學習物理妙招:阿基米德原理:物體浸在液體中,要受浮力不密底,排開液體的重量,ρ 液 乘以gV 排 。