如图所示是高层商厦载货电梯的示意图,钢索拉力由电动机提供。当电梯匀速提升质量为0.6 t的货物时,滑轮组的机械效率为η1,钢索拉力为F1;当电梯匀速提升0.4

如图所示是高层商厦载货电梯的示意图,钢索拉力由电动机提供。当电梯匀速提升质量为0.6 t的货物时,滑轮组的机械效率为η1,钢索拉力为F1;当电梯匀速提升0.4

题型:北京模拟题难度:来源:
如图所示是高层商厦载货电梯的示意图,钢索拉力由电动机提供。当电梯匀速提升质量为0.6 t的货物时,滑轮组的机械效率为η1,钢索拉力为F1;当电梯匀速提升0.4 t的货物时,滑轮组的机械效率为η2,钢索拉力为F2,已知η1:η2=5:4(钢索重和摩擦不计,g取10 N/kg)求:
(1)滑轮组匀速提升0.6 t货物上升12m做的有用功
(2)拉力F1:F2
(3)电梯提升0.6t的货物时,电动机输出的机械功率为8 kW,其中75%转化为钢索拉力做功的功率,则电梯上升的最大速度是多少?
答案
解:
(1)W= m1gh =600 kg×10 N/ kg x12 m =7.2×104 J;
(2)依题意受力分析如下图:

(3)设电梯和动滑轮总重为G.
所以F1= ,F2=

解得G=6×103N
F1==4×103N
电动机对电梯的功率为
P=75%P输出 =6 000W
v= =1.5m/s
v电梯= =0.5m/s。
举一反三
小刚和小明在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关的实验中,使用几个规格相同的滑轮分别组成“一定一动”滑轮组和“两定两动”滑轮组做实验,记录的实验数据如下表格。假设实验中滑轮轴的摩擦、绳重均忽略不计请根据表格中的实验数据回答下列问题。
(1)请将表中数据补充完整。
(2)分析比较表中的数据,可以初步得到滑轮组机械效率与所提升的物体所受重力之间的定性关系是:使用同一滑轮组提升重物,滑轮组的机械效率随提升物体所受重力的增加而增大,除此之外,根据表中的实验数据你还可以初步得到的结论是:_____________________。
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如图所示,质量为70 kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材,该滑轮组中动滑轮质量为5 kg。当工人用120 N的力拉滑轮组的绳端时,石材仍沉在水底不动,工人继续增大拉力将石材拉起,在整个提升过程中,石材始终以0.2 m/s的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1,当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2。在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中,地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29:21。绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,石材的密度ρ=2.5 ×103 kg/m3,取g= 10 N/kg,求:
(1)与打捞前相比,当人用120 N的力拉绳端时,水池底部对石材的支持力变化了多少?
(2)η1与η2的比值;
(3)当石材完全露出水面以后,人拉绳子的功率。
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某工地用同定在水平工作台上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组匀速提升货物,如同所示,已知卷扬机的总质量为120kg,工作时拉动绳子的功率保持400W不变。第一次提升质量为320kg的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F1,对工作台的压力为FN1;第二次提升质量为240kg的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F2,对工作台的压力为FN2。已知FN1与FN2之比为25:23,g取10 N/kg,绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,则
[     ]
A.动滑轮的总重为600N
B.卷扬机对绳子的拉力F1:F2 =3:2
C.前后两次提升货物过程中滑轮组的机械效率之比为16:15
D.前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比为5:6
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图甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时,他用弹簧测力计拉动绳子自由端,将总重为6N的钩码从A位置匀速提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的A"位置匀速竖直上升到B"位置,在这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F。弹簧测力计的示数如图乙所示则:
(1)钩码上升的高度是____cm;
(2)拉力F做的功是____J;
(3)滑轮组机械效率是____%;
(4)若仅增加钩码的个数,该滑轮组的机械效率将______。(填“增大”“减小”或“不变”)
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一个质量为70 kg的工人,用如图所示的装置(包括滑轮组及装石板的托板)提升石板。已知托板重200 N,每块石板重100 N,滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,当工人在4s内匀速提升10块石板升高2m时,此装置的机械效率为80%。那么,该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中,下列有关说法错误的是(取g =10N/kg)
[     ]
A.该工人提升10块石板升高2 m做的额外功一定是500J
B.该工人在4s内提升10块石板升高2m做的有用功的功率一定是500W
C.此装置动滑轮的质量是5kg
D.此装置的机械效率最高可达到82.1 %(结果保留1位小数)
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