某同学利用图甲所示的滑轮组将货物水平移动,如果所拉货物的重力G从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉断

拿星星去换
拿星星去换 2021-4-8 06:50

某同学利用图甲所示的滑轮组将货物水平移动,如果所拉货物的重力G从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉断每次移动时摩擦力为五中的1/5。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像请根据有关信息完成以下问题:

(1).当物重为200N,物体以200m/s的速度做匀速直线运动时,半分钟内绳子自由端移动的距离是多少m?拉力做的功是多少J?

(2).绳子能承受的最大拉力是多少N?


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1条回答
  •  立夏boss
    立夏boss (最佳回答者)
    2021-4-15 18:42

    解析:

    (1)半分钟物体移动的距离是:

    S物=vt=200m/s×0.5×60s=6000m

    因连接动滑轮绳子的段数是4,故绳子自由端被拉出的长度为:

    S=4S物=4×6000m=2.4×104m

    此时受到的摩擦力为:

    f1=200N×1/5=40N

    有用功为:

    W有用=f1S物=40N×6000m=2.4×105J

    从图乙中可以发现,当物重是200N时,机械效率为50%。故总功为:

     

    W=

    W有用

    =

    2.4×105J

    =4.8×105J

    η

    50%

     

    (3)由图乙可知,当绳子拉断时物体的重力是1600N,此时的机械效率为80%。故

    物体受到摩擦力为:

    f2=1600N×1/5=320N

    因为

    η=

    W有用

    =

    f2S

    =

    f2×S

    =

    f2

    W

    FS’

    F×4S

    4F

    所以

    F=

    f2

    =

    320N

    =400N

    80%



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