如圖所示,質量為60kg的工人用滑輪架吊起重物,每個滑輪的重量為50N。
(1) 用滑輪架將重250N的物體勻速提升2m的過程中,工人所用的拉力為150N,求工人所做的有用功和總功。
(2)若繩索能承受的最大拉力為400N滑輪組的機械效率選擇題,繩索自重和重力增加過程中的摩擦力對應的附加功仍占總功率的10%。 找出滑輪架的最大機械效率。
解析:
試卷解析:
(1)已知拉力與自由端的距離,根據W=Fs計算人所做的有用功;
(2)由圖可知,繩子的有效股數為2股滑輪組的機械效率選擇題,繩子末端與物體h的距離s的關系為s=nh。 根據W=Fs表示拉力所做的總功,根據W=Gh表示克服總功 動滑輪重力所做的功,繩索重量對應的額外功而摩擦力仍占總功率的10%,總功等于有用功與額外功之和來表示其大小,求得滑輪架在最大拉力時的機械效率,這是滑輪架的最大拉力。
試卷解析:
(1) 人所做的有用功:×100% 計算滑輪架在最大拉力下的機械效率,即滑輪架的最大拉力。
W有=Gh=250N×2m=500J;
從圖中可以看出n=2,則s=2×2m
人們所做的總工作:
W總=Fs=150N×2×2m=600J;
(2)當物體以繩索所能承受的最大拉力升起時,滑輪架的機械效率最大,
從圖中可以看出n=2,s=nh,
拉力所做的總功:
W總=Fs=2Fh,
克服動滑輪重力所做的額外功:
W移動= G移動h,
重力增加過程中繩索重量和摩擦力對應的附加功:
W 繩索摩擦力 = 10% W 總計 = 10% × 2Fh = 0.2Fh,
滑車架完成的有用工作:
W有=W總-W動-W繩摩擦力=2Fh-G動h-0.2Fh=1.8Fh-G動h,
小車最大機械效率:
回答:
(1) 一個人所做的有用功為500J; 總功為600J;
(2)小車架最大機械效率為83.75%。
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