利用如图装置,用40N的拉力使物体匀速上升不计绳重和摩擦,整个装置的机械效率为75%.则动滑轮重为______N;若绳子能承受的最大拉力为50N,此装置的机械效率最大可提高到______%.

问题描述:

利用如图装置,用40N的拉力使物体匀速上升不计绳重和摩擦,整个装置的机械效率为75%.则动滑轮重为______N;若绳子能承受的最大拉力为50N,此装置的机械效率最大可提高到______%.

(1)由η=

W有用
W
=
Gh
Fs
=
Gh
F×3h
=
G
3F
可得,物体的重力:G=3Fη=3×40N×75%=90N;
不计绳重和摩擦,由F=
1
3
(GA+G)可得,G=3F-G=3×40N-90N=30N;
(2)由Fmax=
1
3
(Gmax+G)可得,提升的最大物重:Gmax=3×50N-G=150N-30N=120N;
此时滑轮组的机械效率:η=
W有用
W
×100%=
Gmaxh
Fmaxs
×100%=
Gmax
3Fmax
×100%=
120N
3×50N
×100%=80%.
故答案为:30;80%.
答案解析:由图可知,承担物重的绳子股数n=3,重物被提升h,则拉力端移动的距离s=3h,
(1)知道拉力大小、s=3h、机械效率的大小,利用η=
W有用
W
=
Gh
Fs
=
Gh
F×3h
=
G
3F
求物体的重力;再利用F=
1
3
(GA+G)求动滑轮重;
(2)知道绳能承受的最大拉力,利用F=
1
3
(GA+G)求能提升的最大物重,再利用η=
W有用
W
=
Gh
Fs
=
Gh
F×3h
=
G
3F
求出此时滑轮组的机械效率.
考试点:滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率.
知识点:本题考查了使用滑轮组拉力的计算、机械效率的计算,根据题图确定n的大小是本题的突破口,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.