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11.用如图所示的装置升重为900N的物体,加在绳自由端的拉力大小为400N时恰好可以使物体以0.1m/s的速度匀速上升,若不计绳重和轮与轴间的摩擦,求:
(1)动滑轮的重力
(2)1分钟拉力所做的功
(3)若提升的重物改为1200N时滑轮组的机械效率.

分析 (1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,不计绳重和轮与轴间的摩擦,根据F=$\frac{1}{n}$(G+G)求出动滑轮的重力;
(2)知道物体上升的速度和时间,根据s=vt求出物体上升的高度,根据s=nh求出绳端移动的距离,利用W=Fs求出1分钟拉力所做的功;
(3)根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{(G+{G}_{动})h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%求出提升的重物改为1200N时滑轮组的机械效率.

解答 解:
(1)由图可知,n=3,不计绳重和轮与轴间的摩擦,
由F=$\frac{1}{n}$(G+G)可得,动滑轮的重力:
G=nF-G=3×400N-900N=300N;
(2)由v=$\frac{s}{t}$可得,物体上升的高度:
h=vt=0.1m/s×60s=6m,
则绳端移动的距离:
s=nh=3×6m=18m,
1分钟拉力所做的功:
W=Fs=400N×18m=7200J;
(3)不计绳重和轮与轴间的摩擦,提升的重物改为1200N时滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{G′h}{(G′+{G}_{动})h}$×100%=$\frac{G′}{G′+{G}_{动}}$×100%=$\frac{1200N}{1200N+300N}$×100%=80%.
答:(1)动滑轮的重力为300N;
(2)1分钟拉力所做的功为7200J;
(3)若提升的重物改为1200N时滑轮组的机械效率为80%.

点评 本题考查了动滑轮拉力公式、做功公式、速度公式、机械效率公式的应用,明确有用功和总功是解题的关键.

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