問題詳情:
如圖所示,小車在水平面上透過滑輪組提升重物.動滑輪重400N.與小車連接的繩子能承受的最大拉力爲6000N,小車的最大輸出功率爲15KW,水平地面上一物體A重1600N,與地面的接觸面積爲4m2.(不計小車所受摩擦阻力、繩重及滑輪組的摩擦).請求
(1)提升前,物體A對水平地面的壓強.
(2)滑輪組提升重物A時的機械效率.
(3)若要使被提升重物以1m/s的速度勻速上升,整個裝置工作過程中能提升重物的最大重力.
【回答】
【考點】壓強的大小及其計算;滑輪組繩子拉力的計算;滑輪(組)的機械效率.
【專題】計算題;壓軸題;圖析法;壓強、液體的壓強;簡單機械;功、功率、機械效率.
【分析】(1)提升前,物體A對水平地面的壓力等於其自身重力,又知受力面積,利用p=計算壓強;
(2)利用η===計算輪組提升重物A時的機械效率.
(3)首先確定滑輪組繩子的有效股數,然後求出小車移動的速度,再利用P===Fv求出小車能提供的最大拉力,再利用F=(G+G動)計算整個裝置工作過程中能提升重物的最大重力.
【解答】解:(1)提升前,物體A對水平地面的壓力:F=G=1600N,
物體A對水平地面的壓強:
p===400Pa;
(2)滑輪組提升重物A時的機械效率:
η=====80%;
(3)由圖可知,n=3,則小車運動的速度v=3v物=3×1m/s=3m/s,
根據P===Fv可得,小車能提供的最大拉力:
F===5000N,
因爲F=(G最大+G動),
所以G最大=3F﹣G動=3×5000N﹣400N=14600N.
答:(1)提升前,物體A對水平地面的壓強爲400Pa;
(2)滑輪組提升重物A時的機械效率爲80%.
(3)若要使被提升重物以1m/s的速度勻速上升,整個裝置工作過程中能提升重物的最大重力爲14600N.
【點評】此題考查壓強、機械效率的計算,功率公式的應用,關鍵是功率推導公式P=Fv、機械效率推導公式公式η=和不計繩重及滑輪組的摩擦時滑輪組繩子拉力計算公式F=(G+G動)的運用.
知識點:力和機械 單元測試
題型:計算題