如图所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计.在竖直向上的拉力F的作用下,物体以0.1m/s的速度匀速上升.求:
(1)拉力F的大小;
(2)拉力F做功的功率;
(3)动滑轮的机械效率.
答案:
分析:图中使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数n=2,则拉力F移动的速度v2=2v1(v1为物体匀速上升速度)
(1)绳重和摩擦不计,利用F=(G物+G轮)求拉力F的大小;
(2)求出拉力移动的速度,利用P===Fv求拉力做功功率(总功功率);
(3)知道物体重和物体的提升速度,利用P===Gv求对重物做功的功率(有用功率);
利用效率公式η=求动滑轮的机械效率.
解答:解:(1)图中使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数n=2,
∵绳重和摩擦不计,
∴拉力F的大小:
F=(G物+G轮)=(180N+20N)=100N;
(2)∵物体匀速上升速度v1=0.1m/s,
∴拉力移动的速度:
v2=2v1=2×0.1m/s=0.2m/s,
拉力F做功的功率:
P总===Fv2=100N×0.2m/s=20W;
(3)重物做有用功的功率:
P有===Gv1=180N×0.1m/s=18W,
动滑轮的机械效率:
η=×100%=×100%=90%
答:(1)拉力F大小为100N;
(2)拉力F做功的功率是20W;
(3)动滑轮的机械效率是90%.