践行者初中物理力学典题详解第214题
——清轮组与机械效率专题8
8.如图所示,体重为600N的小明用滑轮组竖直提升960N的物体A.当物体A以0.1m/s的速度匀速上升,小明对绳子的拉力F为400N,不计摩擦及绳重.求:
⑴物体A上升10s小明所做的额外功;
⑵小明用该滑轮组能提升物体的最大重力.
解析:由题意可知:
①G人=600N,
②GA=960N,
③VA=0.1m/s,
④F=400N,
⑤n=3,
⑥t=10s,
⑦不计摩擦及绳重;
⑴hA=VA×t
=0.1m/s×10s
=1m,
s绳=nhA
=3×1m
=3m,
W有=GA×hA
=960N×1m
=960J,
W总=Fs绳
=400N×3m
=1200J,
所以W额=W总-W有=240J,
G动=W额/hA
=240J/1m
=240N;
⑵因为G人=600N,
所以Fmax=G人=600N,
所以Gmax=nFmax-G动
=3×600N-240N
=1560N。
小结:也许有同学对Fmax=G人不太理解,我们用受力分析来进行解释。对人进行受力分析可知他共受到以下三个力:
①G人↓,
②F支↑,
③F绳'↑,
由平衡条件可知:F绳'=G人-F支,
欲使F绳'最大,只需F支=0,
所以F绳'max=G人,
又由相互作用力性质可知,
人对绳的最大拉力Fmax=F绳'max,
所以Fmax=G人。
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