典题7:用如图所示滑轮组将重为12N的物体匀速提升20㎝,所用拉力F=5N,求W有和机械效率η;若当G物改为18N 时,该滑轮组的机械效率又为多么?(忽略绳重及摩擦)
解析:1当G物=12N时,
∵G物=12N,h物=0.2m,
∴W有=G物•h物=2.4J。
又∵F拉=5N,n=3,
∴s绳=3n=0.6m,
∴W总=F拉•S绳=3J,
∴η=W有/W总=80%。
2当G物=18N时,物重虽增加了,但G动不变,则在G物=12N时,可以求出G动。
∵G物 G动=3F拉
∴G动=3F拉-G物=3x5N-12N=3N。
∴当G物=18N时,η'=G物/G物 G动=18N/21N≈85.7%。
3小结:竖直放置滑轮组的机械效率
η=W有/W总=G物h/FS
=G物h/F•nh=G物/nF
=G物/G物 G动。
典题8:用轻质滑轮组匀速水平拉动地面上重为300N的物体,F=30N,若f=45N,求A处拉力FA和机械效率η。
解析:1因为物体匀速运动,
所以A处的拉力与摩擦力是一对平衡力,故FA=f=45N。
2仔细观察滑轮组图,可知n=2,则有S绳=2S物。
∵W有=f•S物,
W总=F•S绳=2F•S物,
∴η=W有/W总=f•S物/2F•S物
=f/2F=45N/2x30N=75%。
3小结:水平放置的滑轮组的机械效率
η=W有/W总=f/nF。
典例9:如图,斜面长S=1.2 m,高h=0.3m,将G=16N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,若F=5N,拉力F功率为3W,则斜面的机械效率η=( )。拉力做的总功为( )J,提升物体所做的有用功为( )J,物体由斜面底端运动到顶端用时( )s。
解析:1斜面的机械效率η=W有/W总
=Gh/fS=16Nx0.3/5Nx1.2m=80%。
2拉力做的总功W总=FS=5Nx1.2m=6J。
3W有=Gh=16Nx0.3m=4.8J。
4由拉力F的功率P=W总/t知,
t=W总/P=6J/3W=2s。
小结:1对于斜面类机械效率问题则有η=W有/W总=G物h/FS=G物h/G物h fS。
其中f为物体受到的摩擦力,fS为W额,即W额=f•S。
2 η=W有/W总=P有/P总。
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