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如圖所示,工人利用滑輪組將沙子從地面提升到三樓,(每層樓高3米)沙子的質量為50kg,裝沙子的桶的質量8kg,動滑輪的質量為2kg,工人勻速拉繩子的力為300N(忽略摩擦和繩重,g取10N/kg)
求:
(1)工人做的總功;
(2)工人做的額外功.
(3)滑輪組的機械效率.
分析:(1)由圖知,承擔物重的繩子股數(shù)n=2,拉力端移動的距離S=2h,利用公式W=FS求拉力做功;
(2)由于忽略摩擦和繩重,提升動滑輪和桶做的功為額外功,利用W=Gh求工人做的額外功;
(3)根據(jù)公式W有用=W-W求出工人做的有用功,根據(jù)公式η=
W有用
W
×100%求出滑輪組的機械效率.
解答:已知:沙子的質量m=50kg,裝沙子的桶的質量m1=8kg,動滑輪的質量m2=2kg,工人勻速拉繩子的力F=300N,g=10N/kg.
求:(1)總功W=?;(2)額外功W=?;(3)滑輪組的機械效率η=?
解:(1)由圖知,沙子上升的高度h=2×3m=6m,
繩子股數(shù)n=2,拉力端移動的距離s=nh=2×6m=12m,拉力做功:
W=Fs=300N×12m=3600J;
(2)∵忽略摩擦和繩重,所以克服動滑輪重和桶重做的是額外功,
∴工人做的額外功:
W=(G+G)h=(m+m)gh=(8kg+2kg)×10N/kg×6m=600J.
(3)工人做的有用功:
W有用=W-W=3600J-600J=3000J,
滑輪組的機械效率:
η=
W有用
W
×100%=
3000J
3600J
×100%≈83.3%.
答:(1)工人做的總功3600J;
(2)工人做的額外功600J;
(3)滑輪組的機械效率83.3%.
點評:本題考查了使用滑輪組時有用功、額外功、總功和機械效率的計算,知道忽略摩擦和繩重,提升動滑輪和桶做的功為額外功是本題的關鍵.
練習冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:

工人利用如圖所示的滑輪組提升重物,不計繩重和摩擦.
(1)若工人用250N的力恰好能將重400N的物體豎直向上勻速提升,求該滑組此時的機械效率;
(2)若用此滑輪組將重900N的物體在10s內豎直向上勻速提升2m,求拉力F在這一過程中的功率.

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科目:初中物理 來源: 題型:

如圖所示,體重是800N的工人利用滑輪組把浸沒在水中的物體A提升出水面.物體A浸沒在水中勻速上升時,滑輪組的機械效率為η1=70%.物體A被完全提出水面后勻速上升時,滑輪組的機械效率為η2=85%,此時水平地面對工人的支持力為FN2=200N.不計滑輪軸摩擦和繩重.求:
(1)物體A受到的重力GA
(2)物體A浸沒在水中時,水平地面對工人的支持力FN1;
(3)物體A的密度ρA

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科目:初中物理 來源: 題型:

如圖所示,工人利用滑輪組把貨箱和自己勻速提升至高處.已知工人重為800N,貨箱重為2000N,兩個動滑輪的總重為400N.不計繩重和滑輪軸摩擦,貨箱受到兩個動滑輪的拉力大小為
2160
2160
N.

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

如圖所示,工人利用滑輪組把貨箱和自己勻速提升至高處.已知工人重為800N,貨箱重為2000N,兩個動滑輪的總重為400N.不計繩重和滑輪軸摩擦,貨箱受到兩個動滑輪的拉力大小為________N.

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工人利用如圖所示的滑輪組提升重物,不計繩重和摩擦.
(1)若工人用250N的力恰好能將重400N的物體豎直向上勻速提升,求該滑組此時的機械效率;
(2)若用此滑輪組將重900N的物體在10s內豎直向上勻速提升2m,求拉力F在這一過程中的功率.

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