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建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为300N,时间为20s.不计摩擦和绳重,求:
(1)工人做的有用功;
(2)工人做功的功率;
(3)此过程中该装置的机械效率;
(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用多大的拉力?
已知:G=500N,F=300N,h=6m,t=20s.
求:(1)工人做的有用功;
(2)工人做功的功率;
(3)此过程中该装置的机械效率;
(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用多大的拉力
由图示可知,滑轮组绳子的有效股数n=2;
(1)工人做的有用功:
W=Gh=500N×6m=3000J;
(2)工人做的总功:
W=Fs=Fnh=300N×2×6m=3600J;
工人做功的功率:
P=
W
t
=
3600J
20s
=180W;
(3)此过程中,该装置的机械效率:
η=
W
W
×100%=
3000J
3600J
×100%≈83.33%;
(4)∵绳子的拉力F=
G物体+G动滑轮
n

∴G动滑轮=nF-G物体=2×300N-500N=100N,
绳子拉力:
F′=
G物体′+G动滑轮
n
=
400N+100N
2
=250N;
答:(1)工人做的有用功是3000J;
(2)工人做功的功率180W;
(3)此过程中该装置的机械效率83.33%;
(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用250N的拉力.
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(6分)小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后,联想斜面也是一种机械,那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢?小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关,于是他们将一块长木板的一端垫高,构成长度一定、高度可调的斜面,用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动,如图所示.下表是他们实验记录的有关数据.


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