为了将重物省力地提到高处,晓梦同学设计了如图所示的机械组合,其中斜面的倾角为30°.随后她用实验测定该装置的省力情况;将一个所受重力为10N的物体,沿斜面匀速移动6cm时共用时3s,弹簧测力计示数为4N。求:
(1)此过程自由端拉力的功率
(2)晓梦提升重做的有用功
(3)该装置的机械效率
解析:
(1)从图中可以看出,连接动滑轮绳子的段数是2,故物体移动6cm,绳子拉出的长度是:
S=2S物=2×6cm=12cm
拉力做功为:
W总=FS=4N×12×10-2m=0.48J
故拉力的功率是:
P=
W
=
0.48J
=0.16W
t
3s
(2)因为其斜角为30°,所以物体上升的高度为物体沿斜面上升长度的一半。即
h=
1
×6cm=3cm
2
晓梦所做的有用功是:W有用=Gh=10N×3×10-2m=0.3J
其整个装置的机械效率是:
η=
W有用
0.3J
=62.5%
W总
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