 如圖,用甲、乙兩個(gè)滑輪組勻速提升重物,已知物重G 1與G 2之比為2:1,甲滑輪組中動(dòng)滑輪重G 動(dòng)甲與G 1之比是1:5,乙滑輪組中兩個(gè)動(dòng)滑輪總重G 動(dòng)乙與G 2之比是3:5(不計(jì)繩重與摩擦),求:(1)甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率之比?(2)用在繩子自由端的拉力F 1與F 2之比?
分析:(1)利用賦值法得出物體重G 1和G 2的大小,知道甲滑輪組中動(dòng)滑輪重G 動(dòng)甲與G 1之比和乙滑輪組中兩個(gè)動(dòng)滑輪總重G 動(dòng)乙與G 2之比,從而可以計(jì)算出動(dòng)滑輪G 動(dòng)甲和G 動(dòng)乙的大小,利用公式η= = = 計(jì)算出兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率,進(jìn)而求出甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率之比. (2)從圖可知,甲滑輪有三段繩子吊著物體,乙滑輪有四段繩子吊著物體. 知道了物體重G 1和G 2的大小和甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率,可利用公式η= = = 計(jì)算出繩子自由端的拉力的大小,進(jìn)而求出繩子自由端的拉力F 1與F 2之比. 解答:解: (1)解: 由題知,G 1:G 2=2:1, 設(shè)G 1=20N,則G 2=10N, ∵G 動(dòng)甲:G 1=1:5, ∴G 動(dòng)甲=4N, 又∵G 動(dòng)乙:G 2=3:5, ∴G 動(dòng)乙=6N, ∵不計(jì)摩擦、繩重, ∴η 甲= = = , η 乙= = = , 則∴ = = × = . (2)從圖可知,甲滑輪有三段繩子吊著物體,乙滑輪有四段繩子吊著物體. ∴η 甲= = = , 解得:F 1=8N, η 乙= = = , 解得;F 2=4N; ∴ = = . 答:(1)甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率之比為4:3. (2)用在繩子自由端的拉力F 1與F 2之比為2:1. 點(diǎn)評(píng):本題考查了滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算,會(huì)利用賦值法得出物體重G 1、G 2,而動(dòng)滑輪G 甲、G 乙的大小是本題的關(guān)鍵,難點(diǎn)為利用公式η= = = 和η= = = 計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率.
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