用如图的装置提升重物,绳子能承受的最大拉力为120N,动滑轮重60N,绳重与摩擦不计.求:(1)用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升?(2)用此滑轮组提起重240N的物体,使它匀速上升

用如图的装置提升重物,绳子能承受的最大拉力为120N,动滑轮重60N,绳重与摩擦不计.求:(1)用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升?(2)用此滑轮组提起重240N的物体,使它匀速上升

问题描述:

用如图的装置提升重物,绳子能承受的最大拉力为120N,动滑轮重60N,绳重与摩擦不计.求:
(1)用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升?
(2)用此滑轮组提起重240N的物体,使它匀速上升,问人加在绳子自由端的拉力是多大?此时滑轮组的机械效率是多大?当物体以0.5m/s的速度上升时,拉力的功率是多大?
(3)该滑轮组的机械效率最高可达到多少?

最佳答案:

已知:F最大=120N  G动=60N  n=3  G=240N  vG=0.5m/s
求:(1)G最大=?;(2)F=?η=?P=?;(3)η最大=?.

(1)∵F=

1
3
(G+G动),
∴滑轮组提起的最大物重为G最大=3F最大-G动=3×120N-60N=300N;
(2)滑轮组提起重240N的物体,绳子自由端的拉力是F=
1
3
(G+G动)=
1
3
×(240N+60N)=100N;
滑轮组的机械效率为η=
W有用
W总
×100%=
Gh
Fs
×100%=
Gh
3Fh
×100%=
G
3F
×100%=
240N
3×100N
×100%=80%;
绳子自由端移动的速度为vF=3vG=3×0.5m/s=1.5m/s,
拉力的功率为P=
W
t
=
Fs
t
=FvF=100N×1.5m/s=150W;
(3)滑轮组能够达到的最大机械效率为η最大=
G最大
3F最大
×100%=
300N
3×120N
×100%≈83.3%.
答:
(1)用此滑轮组最多能将300N的物体匀速提升;
(2)用此滑轮组提起重240N的物体,使它匀速上升,人加在绳子自由端的拉力是100N;此时滑轮组的机械效率是80%;当物体以0.5m/s的速度上升时,拉力的功率是150W;
(3)该滑轮组的机械效率最高可达到83.3%.
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