青海玉樹7.1級地震發(fā)生后,來自四面八方的中國移動(dòng)救援抗震突擊隊(duì)迅速向?yàn)?zāi)區(qū)集結(jié),他們密切配合、并肩作戰(zhàn),打響一場驚心動(dòng)魄的通信生命線捍衛(wèi)戰(zhàn)!如圖所示,在通訊線路的搶修現(xiàn)場,起重機(jī)正將一箱箱設(shè)備吊裝到3m高的施工臺(tái)上.其中起重臂下的鋼繩是繞在一個(gè)動(dòng)滑輪上的.若每箱設(shè)備均重4000N,施工臺(tái)距離地面的高度為3m.在安全操作的前提下,為了節(jié)省時(shí)間,加快施工進(jìn)度,如果起重機(jī)同時(shí)將兩箱設(shè)備沿豎直方向以0.1m/s的速度勻速提升時(shí),動(dòng)滑輪上每段鋼繩的拉力為4500N,試求:
(1)動(dòng)滑輪在提升這箱設(shè)備時(shí)的機(jī)械效率是多大?
(2)動(dòng)滑輪上鋼繩自由端拉力的功率多大?

解:(1)對箱子所做的有用功W有用=Gh=2×4000N×3m=2.4×104J;
鋼繩自由端移動(dòng)的距離s=2h=2×3m=6m;
拉力做的總功:W=Fs=4500N×6m=2.7×104J;
機(jī)械效率:η===88.9%;
(2)拉力移動(dòng)的速度:
v=2v′=2×0.1m/s=0.2m/s,
拉力的功率:P===Fv=4500N×0.2m/s=900W.
答:(1)動(dòng)滑輪在提升這箱設(shè)備時(shí)的機(jī)械效率為88.9%;
(2)動(dòng)滑輪上鋼繩自由端拉力的功率是900W.
分析:(1)已知兩箱設(shè)備總重和提升高度可求做的有用功;已知滑輪組由2股繩子承擔(dān),可求拉力的距離s=2h,從而求出總功W=Fs,有用功除以總功就是機(jī)械效率;
(2)根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)求出拉力移動(dòng)的速度v=2v′,已知提升兩箱重物時(shí)繩子自由端的拉力,根據(jù)公式P===Fv可求拉力的功率.
點(diǎn)評:本題考查功和功率的計(jì)算,有用功和總功的計(jì)算,機(jī)械效率的計(jì)算,考查面較廣,難點(diǎn)是根據(jù)動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)求拉力移動(dòng)的速度和功率公式的變形應(yīng)用.
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(1)動(dòng)滑輪在提升這箱設(shè)備時(shí)的機(jī)械效率是多大?
(2)動(dòng)滑輪上鋼繩自由端拉力的功率多大?

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(1)在圖中用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組.
(2)建筑材料的重力.
(3)此過程中繩子自由端所施加的拉力.
(4)若拉動(dòng)材料時(shí),材料向上的速度為0.01m/s,則拉力做功的功率是多少?(g取10N/kg)

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