用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m,所用的拉力是250N,在这个过程中,求:(1)有用功是多少?(2)拉力的功率是多少?(3)滑轮组的机械效率是多少?
问题描述:
用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m,所用的拉力是250N,在这个过程中,求:
(1)有用功是多少?
(2)拉力的功率是多少?
(3)滑轮组的机械效率是多少?
答
(1)拉力F所做的有用功:
W有=Gh=600N×4m=2400J;
(2)拉力F移动的距离:
s=4h=4×4m=16m;
拉力F所做的总功:
W总=Fs=250N×16m=4000J;
拉力F做功的功率:
P=
=W总 t
=200W;4000J 20s
(3)滑轮组的机械效率:
η=
×100%=W有 W总
×100%=60%.2400J 4000J
答:(1)力F所做的有用功是2400J;
(2)拉力F做功的功率是200W;
(3)滑轮组的机械效率是60%.
答案解析:由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=4,则拉力F移动的距离s=4h,
(1)克服物体的重力所做的功是有用功,利用W=Gh计算;
(2)拉力F与拉力移动距离的乘积为总功,总功与时间的比值等于功率;
(3)有用功与总功的比值是机械效率.
考试点:功的计算;有用功和额外功;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.
知识点:本题考查的知识点多,用到的公式多,难点是求拉力所做的总功.由滑轮组的特点知道:绳子*端移动的距离与物体上升高度之间的关系是s=4h,据此求出拉力方向上移动的距离,这是本题的突破口.