践行者初中物理典题详解第234题

234.(计算)张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重和摩擦。如果所送货物重G从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子，且提升高度都为10m。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：

⑴每个滑轮的重是多少？

⑵当货物重为1000N时，张强同学所做的总功为多少？

⑶绳子能承受的最大拉力是多少？

⑷当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是多少?

解析:1题意可知:

①不计绳子重和摩擦，

②动滑轮个数N=2，

③承担力绳子的股数n=4，

④h=10m；

2由乙图可知:

当G=200N时，η=50%，

因为不计绳子重和摩擦，

所以η=G/(G+NG动)

=200N/(200N+2G动)

=50%，

解方程得G动=100N，

2当G=1000N时，

F=(G+2G动)/n

=(1000N+200N)/4

=300N，

S=nh=4×10m=40m，

W总=FS=300N×40m=12000J；

3由乙图可知:Gmax=1600N，

则Fmax=(Gmax+2G动)/n

=(1600N+200N)/4

=450N，

η=Gmax/(Gmax+2G动)

=1600N/(1600N+200N)

≈88.9%.

答案:⑴100N ⑵12000J ⑶450N⑷88.9％。

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