如图所示,用一个动滑轮来提起重96N的物体(绳重与摩擦不计),所用的拉力为60N,则动滑轮的机械效率为______,若用此动滑轮提起重200N的物体拉绳子的速度为______m/s时,则拉力的功率为22.4W.这时的机械效率为______.

问题描述:

如图所示,用一个动滑轮来提起重96N的物体(绳重与摩擦不计),所用的拉力为60N,则动滑轮的机械效率为______,若用此动滑轮提起重200N的物体拉绳子的速度为______m/s时,则拉力的功率为22.4W.这时的机械效率为______.

(1)根据题意可知,有用功W有用=Gh,拉力做的总功为W=Fs,对于动滑轮来说有:s=2h
∵η=

W有用
W
=
Gh
Fs
=
Gh
Fnh
=
G
nF

∴机械效率η=
G
nF
×100%=
96N
2×60N
×100%=80%;
(2)“绳重与摩擦不计”表示只考虑动滑轮的重,则F=
1
2
(G+G),
∴G=2F-G=2×60N-96N=24N;
若用此动滑轮提起重200N的物体时,则绳子末端的拉力:F′=
1
2
(G′+G)=
1
2
(200N+24N)=112N;
∵P=
W
t
=
Fs
t
=Fv
∴拉绳子的速度:v=
P′
F′
=
22.4W
112N
=0.2m/s;
∴此时机械效率η′=
G′
nF′
×100%=
200N
2×112N
×100%≈89.3%.
故答案为:80%;0.2;89.3%.
答案解析:(1)此问是考查机械效率公式的变形:η=
W有用
W
=
Gh
Fs
=
Gh
Fnh
=
G
nF
,应用此公式即可求出.
(2)首先根据提起重96N的物体时的拉力根据F=
1
2
(G+G)求出动滑轮的重力,然后根据动滑轮的重力和提升的物体重力利用F=
1
2
(G+G)求出拉力,于是可以利用题目中告诉了我们拉力的功率,根据P=
W
t
=
Fs
t
=Fv得出v=
P
F
求速度;利用η=
G
nF
求效率.
考试点:机械效率的计算;动滑轮及其工作特点.
知识点:此题对于机械效率和功率的计算公式要求比较高,学生要熟悉公式,还要掌握公式的变形.