问题详情:
如图所示,小车在水平面上通过滑轮组提升重物.动滑轮重400N.与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N,小车的最大输出功率为15KW,水平地面上一物体A重1600N,与地面的接触面积为4m2.(不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦).请求
(1)提升前,物体A对水平地面的压强.
(2)滑轮组提升重物A时的机械效率.
(3)若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升,整个装置工作过程中能提升重物的最大重力.
【回答】
【考点】压强的大小及其计算;滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率.
【专题】计算题;压轴题;图析法;压强、液体的压强;简单机械;功、功率、机械效率.
【分析】(1)提升前,物体A对水平地面的压力等于其自身重力,又知受力面积,利用p=计算压强;
(2)利用η===计算轮组提升重物A时的机械效率.
(3)首先确定滑轮组绳子的有效股数,然后求出小车移动的速度,再利用P===Fv求出小车能提供的最大拉力,再利用F=(G+G动)计算整个装置工作过程中能提升重物的最大重力.
【解答】解:(1)提升前,物体A对水平地面的压力:F=G=1600N,
物体A对水平地面的压强:
p===400Pa;
(2)滑轮组提升重物A时的机械效率:
η=====80%;
(3)由图可知,n=3,则小车运动的速度v=3v物=3×1m/s=3m/s,
根据P===Fv可得,小车能提供的最大拉力:
F===5000N,
因为F=(G最大+G动),
所以G最大=3F﹣G动=3×5000N﹣400N=14600N.
答:(1)提升前,物体A对水平地面的压强为400Pa;
(2)滑轮组提升重物A时的机械效率为80%.
(3)若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升,整个装置工作过程中能提升重物的最大重力为14600N.
【点评】此题考查压强、机械效率的计算,功率公式的应用,关键是功率推导公式P=Fv、机械效率推导公式公式η=和不计绳重及滑轮组的摩擦时滑轮组绳子拉力计算公式F=(G+G动)的运用.
知识点:力和机械 单元测试
题型:计算题