如图所示滑轮组,重物G=12牛,每个滑轮重3牛,人用拉力F在2秒内把物体匀速提高了3米,不计绳重和滑轮轴处摩擦。求∶
(1)人做的有用功是多少?
(2)人的拉力F为多少牛?
(3)滑轮组机械效率为多少?额外功为多少?
(4)物体上升的速度为多少,人拉绳子的速度为多少?
(5)人拉绳子所做的功率为多少?
(1)人做的有用功是36J;
(2)人的拉力F为5N;
(3)滑轮组机械效率为80%;额外功为9J.
(4)物体上升的速度为1.5m/s,人拉绳子的速度为4.5m/s.
(5)人拉绳子所做的功率为22.5W.
【解析】
试题分析:首先确定滑轮组的绳子段数n=3,然后根据公式逐个计算.人做的有用功用Gh计算;人的拉力F用来计算;滑轮组机械效率用η=计算;额外功用G动h来计算;物体上升的速度用计算;人拉绳子的速度是物体上升的速度的n倍;人拉绳子所做的功率用P=来计算.
解:(1)人做的有用功:W有用=G物h=12N×3m=36J
(2)人的拉力:
(3)滑轮组机械效率:η=
额外功:W额=G动h=3N×3m=9J
(4)物体上升的速度
人拉绳子的速度:V2=nV1=3×1.5m/s=4.5m/s
(5)人拉绳子所做的功率:P=FV2=5N×4.5m/s=22.5W
答:(1)人做的有用功是36J;
(2)人的拉力F为5N;
(3)滑轮组机械效率为80%;额外功为9J.
(4)物体上升的速度为1.5m/s,人拉绳子的速度为4.5m/s.
(5)人拉绳子所做的功率为22.5W.
考点:功的计算;速度的计算;滑轮组绳子拉力的计算;机械效率的计算;功率的计算.
点评:这类题所涉及到的公式特别多,要根据滑轮组确定绳子段数n,然后利用公式认真计算.在计算过程中,要注意单位换算、公式变形等问题.
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