問題詳情:
為了將放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高處,小明同學設計了圖(*)所示的滑輪組裝置.當小明用圖(乙)所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時,重物的速度v和高度隨時間t變化的關係圖象如圖(*)(丁)所示.繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向.求:
(1)在2~3s內,拉力F的功率P及滑輪組的機械效率η.
(2)在1~2s內,拉力F做的功W.
(3)若繩子能承受的最大拉力是1500N,小李體重500N,他站在地面向下拉繩子使物體勻速上升,最大能提升多重的物體?
【回答】
解:(1)由圖象可知,在2~3s內,重物做勻速運動,v1=2.50 m/s,拉力F1=40N,因為連接動滑輪的繩子有三根,所以拉力F的作用點下降的距離是重物上升高度h1的3倍.
拉力F的功率P=F1v2=40N×7.5m/s=300W;
則根據η=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%.
(2)在1~2s內,拉力F2=50N,重物上升高度h=1.25m,拉力通過的距離s=3h=3×1.25m=3.75m,
拉力F所做的功W=F2s=50N×3.75m=187.5J;
(3)繩子能承受的最大拉力是1500N,所以物體的最大重力為G大=3F大﹣G動=3×500N﹣20N=1480N.
答:(1)在2~3s內,拉力F的功率P為300W,滑輪組的機械效率為83.3%;
(2)在1~2s內,拉力F所做的功W為187.5J;
(3)最大能提升1480N的物體.
知識點:機械效率
題型:計算題