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小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升到六楼,所用的拉力为3...

小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升到六楼,所用的拉力为360N,绳子自由端移动的速度为0.3m/s.(已知每层楼高3m)
求:(1)小明所用的时间;
(2)拉力的功率;
(3)所做的额外功;
(4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用,组成一个新的滑轮组,提升相同的重物时,滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?

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(1)已知每层楼的高度可求物体上升的距离,根据滑轮组的组装图可求绳子自由端移动距离,然后根据速度可求时间; (2)根据绳子自由端移动距离和拉力可求总功,从而可求拉力的功率; (3)根据物体的重力和上升的距离可求有用功,利用总功可求额外功; (4)根据提升相同的重物可知有用功不变,而增加动滑轮会使额外功增加,从而可推知机械效率的变化. 【解析】 (1)h=3m×5=15m, ∴S=3h=3×15m=45m, ∴t===150s. 答:小明所用的时间为150s. (2)拉力所做的总功W总=FS=360N×45m=16200J, 拉力的功率P===108W. 答:拉力的功率为108W. (3)W有=Gh=900N×15m=13500J, ∴W额外=W总-W有=16200J-13500J=2700J. 答:所做的额外功为2700J. (4)因为提升相同的重物,所以有用功保持不变,而由于增加动滑轮使得克服动滑轮的重力所做的额外功变多,故η越小.
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考点分析:
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用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭,已知钢锭与地面间的摩擦力f为1200N,
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(2)若此时滑轮组的机械效率为80%.钢锭在力F的作用下前进1m,求有用功和总功分别是多少?

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学习了机械效率知识后,全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想:
A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关;
B.跟斜面的粗糙程度有关;
C.跟斜面的长度有关;
D.跟物体的重力有关.小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确,设计方案并进行了探究,下表反映了他的探究过程.
试验
次数
斜面
倾角
斜面粗
糙程度
物重
G/N
斜面
高度
h/m
沿斜面
拉力
F/N
斜面长
s/m
有用功
W有用/J
总功
W/J
机械
效率
η(%)
 ①30°粗糙10.50.710.50.7
 ②30°稍光滑10.50.610.583
45°粗糙10.70.910.978
(1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据(小数位参照表中相关数据).
(2)通过对比实验①②数据,可验证猜想______(填写字母).
(3)通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越______
(4)若要验证猜想D,应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和______不改变.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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