分析 由图可知,承担货物重的绳子股数n=3,设提升物体的高度为h,则绳子自由端移动的距离s=3h;
(1)知道拉力大小,利用W=Fs汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功;
(2)利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F3h}$=$\frac{G}{3F}$求滑轮组的机械效率;
(3)汽车运动的速度即绳子自由端移动的速度,利用v物=$\frac{1}{3}$v可求,又知井深,再利用速度公式变形可求时间;
(4)牵引力的大小等于绳子拉力加上阻力,利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv计算拉力做功功率.
解答 解:
(1)由图可知n=3,拉力端移动距离s=3h=3×12m=36m,
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功:
W=Fs=2.5×103N×36m=9×104J;
(2)滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F3h}$=$\frac{G}{3F}$=$\frac{6×1{0}^{3}N}{3×2.5×1{0}^{3}N}$×100%=80%;
(3)已知汽车运动的速度为v=3m/s,
则物体上升速度:v物=$\frac{1}{3}$v=$\frac{1}{3}$×3m/s=1m/s,
由v=$\frac{s}{t}$得将物体由井底拉至井口需要的时间:
t物=$\frac{h}{{v}_{物}}$=$\frac{12m}{1m/s}$=12s;
(4)汽车受到的牵引力:
F牵=F+f=F+0.1G车=2.5×103N+0.1×3×104N=5.5×103N,
牵引力的功率:
P=F牵v=5.5×103N×3m/s=1.65×104W.
答:(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了9×104J的功;
(2)滑轮组的机械效率为80%;
(3)将物体由井底拉至井口需要12s;
(4)牵引力为5.5×103N,其做功功率为1.65×104W.
点评 本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、速度公式、功率公式的理解和运用,理解并求出有用功和总功是本题的关键,根据二力平衡和力的合成求出牵引力的大小是此题的难点、易错点!
科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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液体 | 质量(g) | 初温(℃) | 末温(℃) | 加热时间(min) |
水 | 300 | 20 | 30 | 12 |
煤油 | 300 | 20 | 30 | 6 |
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