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用如图所示的滑轮组将重2000N的物体在10s时间匀速提升3m,作用在绳子自由端...

用如图所示的滑轮组将重2000N的物体在10s时间匀速提升3m,作用在绳子自由端的拉力大小为625N,(不计摩擦和绳重)求:
(1)滑轮组做了多少有用功?
(2)拉力做功的功率是多大?
(3)滑轮组的机械效率是多大?
(4)如果用这个滑轮组匀速提升重3500N的物体,绳子自由端的拉力是多大?

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(1)已知物重和物体上升的距离,直接根据公式W=Gh可求有用功的大小; (2)已知作用在动滑轮上绳子的段数,根据s=nh求出自由端移动的距离,然后根据公式W=FS可求总功;再根据P=即可求出拉力做功的功率; (3)已知有用功和总功的大小,根据公式η=可求机械效率的大小; (4)根据n、F以及G的值即可求得滑轮的重力;再根据F′=即可求得每段绳子承担的力的大小. 【解析】 (1)滑轮组所做的有用功: W有=Gh=2000N×3m=6000J; (2)由图知,n=4,则s=nh=4×3m=12m, W总=Fs=625N×12m=7500N, P===750W; (3)η=×100%=×100%=80%; (4)F= 625N= G动=500N, 当物重等于3500N时,F′===1000N. 答:(1)滑轮组做了6000J有用功; (2)拉力做功的功率是750W; (3)滑轮组的机械效率是80%; (4)如果用这个滑轮组匀速提升重3500N的物体,绳子自由端的拉力是1000N.
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考点分析:
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学习了机械效率知识后,全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想:
A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关;
B.跟斜面的粗糙程度有关;
C.跟斜面的长度有关;
D.跟物体的重力有关.
小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确,设计方案并进行了探究,下表反映了他的探究过程.
实验次数斜面倾角斜面粗糙程度物重
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面长
S/m
有用功
W/J
总功
W/J
机械效率
η(%)
30°粗糙10.50.710.50.771
30°稍光滑10.50.610.50.683
45°粗糙10.70.91______0.978
(1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据.
(2)通过对比实验①②数据,可验证猜想______(填写字母).
(3)通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越______
(4)在实验③中,物体与斜面之间的摩擦力为______牛.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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