14.小李用如圖所示的滑輪組把90kg的物體提升3m,作用在繩子自由端的拉力是400N,不考慮繩重及摩擦(g=10N/kg).求:
(1)小李所做的有用功;
(2)滑輪組的機(jī)械效率;
(3)動(dòng)滑輪的重力.

分析 從滑輪組的結(jié)構(gòu)圖上看出,通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=3,s=3h.
(1)知道物重G和升高的高度h,利用W=Gh求出有用功;
(2)知道拉力F大小,根據(jù)機(jī)械效率的公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F•nh}$=$\frac{G}{nF}$求出機(jī)械效率;
(2)不計(jì)摩擦,知道物體重和拉力大小,利用F=$\frac{1}{3}$(G動(dòng)+G)求動(dòng)滑輪重.

解答 解:
(1)物體重力G=mg=90kg×10N/kg=900N,物體提升高度為h=3m
則有用功為:W有=Gh=900N×3m=2700J;
(2)由圖可知通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=3,則滑輪組的機(jī)械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F•nh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{900N}{400N×3}$=75%;
(3)不考慮繩重及摩擦,
F=$\frac{1}{3}$(G動(dòng)+G),
G動(dòng)=3F-G=3×400N-900N=300N.
答:(1)小李所做的有用功2700J;
(2)滑輪組的機(jī)械效率為75%;
(3)動(dòng)滑輪的重力為300N.

點(diǎn)評 本題考查了使用滑輪組拉力的計(jì)算、機(jī)械效率的計(jì)算,利用好不計(jì)摩擦?xí)r拉力和物重的關(guān)系F=$\frac{1}{3}$(G動(dòng)+G)是本題的關(guān)鍵.

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