【題目】小明用滑輪組提升一重為810N的摩托車,所用的拉力是180N,繩子自由端被拉下1m.若不計繩重和摩擦,試計算:

(1)請畫出滑輪組的裝置圖.

(2)小明所做的總功是多少焦?

(3)此滑輪組的機(jī)械效率是多少?

(4)若小明用該滑輪組提起另一輛重為630N的摩托車,則該滑輪組的機(jī)械效率為多少?

【答案】(1)

(2)180J(3)90%.(4)87.5%.

【解析】

試題分析:(1)滑輪組繩子的繞法,有兩種:

一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上,繞過下面的動滑輪,再繞過上面的定滑輪;

二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上,繞過定滑輪,然后再繞過動滑輪.已知拉力和繩子移動距離,可求總功,知道重力和繩子段數(shù)可求有用功,從而算出機(jī)械效率.

(2)已知拉力和繩子移動距離,可求總功,

(3)知道重力和繩子段數(shù)可求有用功,從而算出機(jī)械效率.

(4)根據(jù)根據(jù)F=(G+G)求出動滑輪的重力,然后根據(jù)F=(G+G)求出若小明用該滑輪組提起另一輛重為630N的摩托車時的拉力,利用ηmax====計算滑輪組的機(jī)械效率.

解:(1)根據(jù)F=G可得,n===4.5,則滑輪組應(yīng)該有5段繩子承擔(dān)物重,即從動滑輪開始纏繞,如圖所示:

(2)小明所做的總功:

W=Fs=180N×1m=180J

(3)摩托車上升的高度:

h===0.2m,

W有用=Gh=810N×0.2m=162J,

此滑輪組的機(jī)械效率是η=×100%=×100%=90%.

(4)根據(jù)F=(G+G)可得,動滑輪的重力:

G=5F﹣G=5×180N﹣810N=90N,

若小明用該滑輪組提起另一輛重為630N的摩托車,則拉力:

F′=(G′+G)=×(630N+90N)=144N,

ηmax======87.5%.

答:此滑輪組的機(jī)械效率是90%.

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