如图所示,物体重840N,动滑轮重160N,用力F将物体以1m/s的速度匀速竖直提升,若不计绳重和摩擦,求:(1)拉力F的大小(2)此装置的机械效率(3)拉力F的功率.

问题描述:

如图所示,物体重840N,动滑轮重160N,用力F将物体以1m/s的速度匀速竖直提升,若不计绳重和摩擦,求:

(1)拉力F的大小
(2)此装置的机械效率
(3)拉力F的功率.

(1)不计绳重和摩擦,物体和动滑轮由2段绳子承担,拉力:
F=

G+G
2
=
840N+160N
2
=500N;
(2)∵物体和动滑轮由2段绳子承担,
∴拉力移动的距离:s=2h,
此装置的机械效率:
η=
W
W
=
Gh
FS
=
Gh
F×2h
=
G
2F
=
840N
2×500N
=84%;
(3)∵物体以v1=1m/s的速度匀速竖直提升,所以拉力移动速度v2=2m/s,
拉力F的功率:
P=
W
t
=
FS
t
=Fv2=500N×2m/s=1000W.
答:(1)拉力F的大小为500N;
(2)此装置的机械效率为84%;
(3)拉力F的功率为1000W.
答案解析:(1)不计绳重和摩擦,利用F=
1
2
(G+G)求拉力大小;
(2)知道承担物重的绳子股数n=2,重物被提升h,则拉力端移动的距离s=2h,知道物重G和升高的高度h求出有用功;知道拉力大小和拉力端移动的距离求出总功W=Fs,根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率;
(3)知道物体移动的速度,求出拉力移动的速速,v2=2v1,再根据P=
W
t
=
FS
t
=Fv求拉力做功功率.
考试点:滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.
知识点:本题考查了使用动滑轮拉力的计算、机械效率的计算、功率的计算,利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=
1
n
(G+G)]是本题的关键