Question

14．利用如圖所示的裝置，用40N的拉力使物體重為90N的物體勻速上升，不計(jì)繩重和摩擦，此時(shí)整個(gè)裝置的機(jī)械效率為75%．若繩子能承受的最大拉力為50N，此裝置的可提起的最大物重是120N．

Answer 1

分析 （1）由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%求滑輪組的機(jī)械效率；
（2）不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪），可求動(dòng)滑輪重力，再利用F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪）求此裝置的可提起的最大物重．

解答 解：（1）由圖知，滑輪組有三段繩子承擔(dān)物重，則s=3h，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{90N}{3×40N}$×100%=75%；
（2）不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪），
提升90N重物時(shí)，40N=$\frac{1}{3}$×（90N+G_輪），
G_輪=3×40N-90N=30N，
最大拉力為50N時(shí)，拉力F_最大=$\frac{1}{3}$（G_最大+G_輪），
50N=$\frac{1}{3}$×（G_最大+30N），
解得提升最大物重G_最大=3×50N-30N=120N．
故答案為：75%；120N．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了滑輪組的機(jī)械效率，增大提升的物重，機(jī)械效率發(fā)生了變化，利用好不計(jì)繩重和摩擦拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪）是本題的關(guān)鍵．