分析 (1)先根据物重为50N时F=$\frac{1}{4}$(G轮+G物)求动滑轮的重;
再根据F=$\frac{1}{4}$(G轮+G物)求出物重为90N时绳端需要的拉力;
最后根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{4F}$即可求出滑轮组的机械效率;
(2)根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$即可求出滑轮组的机械效率;
(3)根据(1)(2)机械效率的高低及已知数据得出机械效率与被提升物体的重力之间的关系.
解答 解:(1)由图知,滑轮组由4段绳子承担物重,由F=$\frac{1}{4}$(G轮+G物)得,G轮=4F-G物=4×20N-50N=30N;
将重为90N的物体匀速提升,绳端需要的拉力:F′=$\frac{1}{4}$(G轮+G物′)=$\frac{1}{4}$×(30N+90N)=30N;
此时滑轮组的机械效率:η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{G}_{物}′h}{F′s}$×100%=$\frac{{G}_{物}′}{4F}$×100%=$\frac{90N}{4×30N}$×100%=75%.
(2)当G=210N时,F″=$\frac{1}{4}$(G轮+G物″)=$\frac{1}{4}$×(30N+210N)=60N
G最大=4F-G轮=4×60N-30N=210N;
此时滑轮组的机械效率:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{G}_{物}″h}{F″s}$×100%=$\frac{{G}_{物}″}{4F″}$×100%=$\frac{210N}{4×60N}$×100%=87.5%.
(3)由上分析知,同一滑轮组,被提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高;
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{G}_{物}h}{{G}_{物}h+{G}_{动}h}$=$\frac{{G}_{物}}{{G}_{物}+{G}_{动}}$=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{动}}{{G}_{物}}}$,被提升的物体重力越大,则$\frac{{G}_{动}}{{G}_{物}}$越小,$\frac{1}{1+\frac{{G}_{动}}{{G}_{物}}}$越大,可知同一滑轮组,被提升的物体重力越大,机械效率越高.
答:(1)将重为90N的物体匀速提升,绳端需要拉力为30N;
当90N的重物升高1m时,此时的机械效率为75%;
(2)当物重为210N时,此滑轮组的机械效率为87.5%;
(3)通过第(1)、(2)小题的计算结果,可得同一滑轮组,被提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高;
证明过程如上所示.
点评 本题考查机械效率、动滑轮的重力、拉力等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用和F=$\frac{1}{n}$(G轮+G物)的应用.
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物体在第1秒中内处于静止状态,所受摩擦力为1N | |
B. | 物体在第3、4两秒中做匀速运动,所受摩擦力为3N | |
C. | 物体在第3、4两秒中所受推力大于摩擦力,做加速运动 | |
D. | 物体在第5、6两秒内做匀速运动,所受摩擦力为2N |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 杯底对桌面的压强变大 | B. | 桌面对杯子的支持力不变 | ||
C. | 杯子和水的总重力不变 | D. | 水对杯底的压强不变 |
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | R>R0 P>P0 | B. | R<R0 P<P0 | C. | R>R0 P<P0 | D. | R<R0 P>P0 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 发生如图甲触电时,漏电保护器不起作用 | |
B. | 发生如图乙触电时,漏电保护器不起作用 | |
C. | 发生如图所示的两种触电时,空气开关都不会断开电路 | |
D. | 当电路发生短路时,空气开关会自动切断电路 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 哨声是由于空气柱振动而产生的 | B. | 哨声不需要介质也能传播到人耳中 | ||
C. | 上下推拉活塞可以改变哨声的音色 | D. | 悦耳的哨声一定是噪声 |
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