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如图所示装置图,绳重及摩擦不计.装卸工人将重为800N的货物提至高处,人对绳的拉力F1为500N,货物在1min内匀速上升了5m.

(1)请在图上画出绳子的绕法;

(2)求滑轮组的机械效率;

(3)如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功.

 

【答案】

(1)绳子的绕法如图所示;

(2)滑轮组的机械效率80%;

(3)拉力做的功为4000J.

【解析】

试题分析:(1)滑轮组绳子的绕法:要求施力方向向下,也就是说最后绳子必须从定滑轮绕出来,从而再往回画,绕过上面定滑轮,再绕过下面的动滑轮,这样反复完成;

(2)利用滑轮组做功时,对物体所做的功为有用功,计算公式为W=Gh;动力(手的拉力)做的功为总功,计算公式为W=FS.而根据拉重物的绳子有几段,s就是h的几倍;

(3)机械效率是有用功占总功的比率,而总功是由有用功(对重物做的功)和额外功(机械损耗带来的)组成.本题绳重及摩擦不计,额外功就是提升动滑轮所做的功,从上面(重物为500N时拉力为F1)求出动滑轮重,再求出重物为600N时的拉力F2,根据滑轮组的结构求出s的大小,利用功的公式求拉力做的功.

解:(1)要求施力方向向下,从绳子末端开始,依次绕过定滑轮、动滑轮,这样反复完成,绕法如图所示;

(2)η=×100%=×100%=×100%=80%;

(3)挂500N重物时,绳重及摩擦不计,

∴G=2F1﹣G=2×500N﹣800N=200N

挂600N重物时,拉力:

s=2h=2×5m=10m

拉力做功:

W=Fs=400N×10m=4000J.

答:(1)绳子的绕法如图所示;

(2)滑轮组的机械效率80%;

(3)拉力做的功为4000J.

考点:滑轮组的设计与组装;功的计算;滑轮(组)的机械效率.

点评:本题综合考查了滑轮组的绕法、有用功、额外功、总功、机械效率的计算,涉及到滑轮组承担物重绳子股数n的确定及利用,知识点多,属于难题.

 

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(2)求滑轮组的机械效率以及拉力的功率;
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(2)求工人所做的有用功、滑轮组的机械效率;
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