分析 (1)要使承担物重的绳子段数最多,应从动滑轮绕起;
(2)根据公式W有用=Gh求出有用功,W总=(G物+G动)h求出总功,η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出机械效率;
(3)根据图象可知滑轮组的绳子段数n=3,知道重物上升的速度,机车的速度为重物速度的3倍,根据公式P=Fv求出机车的拉力;
根据公式F=$\frac{1}{n}$(G物+G动)求出物重.
解答 解:
(1)要使滑轮组最省力,则应从动滑轮绕起,如图所示:
(2)设重物被提升高度为h,则机车对滑轮组所做总功W总=(G物+G轮)h,
有用功W有=G物h,
滑轮组的效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总能}}$=$\frac{{G}_{物}}{{G}_{物}+{G}_{动}}$=$\frac{3500N}{3500N+500N}$×100%=87.5%;
(3)由图知,滑轮组由3段绳子承担物重,重物以1m/s的速度匀速上升,机车的速度v=3m/s
机车的功率最大时,提升的重物的重力最大,根据公式P=$\frac{W}{t}$=Fv得,
此时绳的拉力为F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}W}{3m/s}$=4000N
根据公式F=$\frac{1}{n}$(G物+G动),物体重力G物′=3F-G动=3×4000N-500N=11500N.
答:
(1)见上图;
(2)滑轮组的机械效率是87.5%;
(3)若要求重物以1m/s匀速提升,则机车能提升重物的最大重量为11500N.
点评 本题考查了有用功、总功、机械效率和滑轮组上拉力与物重的关系,是一道力学综合题,要理解有用功、总功、额外功的关系.
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金属材料 | 铅 | 铜 | 铁 | 钨 |
长1m,横截面积1mm2导线在20℃时电阻/Ω | 0.206 | 0.017 | 0.096 | 0.053 |
在标准大气压下熔点/℃ | 328 | 1083 | 1535 | 3410 |
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