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有关物理滑轮组机械效率的计算物理滑轮组机械效率的计算推理过程和公式说明,请回答!

admin 2019-03-30 物理
题目:有关物理滑轮组机械效率的计算
物理滑轮组机械效率的计算推理过程和公式说明,请回答!
答案: 1.当滑轮组沿水平方向拉物体时,忽略对动滑轮的重力做功: 利用滑轮组沿水平方向拉物体时,总功为W总=F*S ,有用功为W有=F拉*L ,若物体沿水平方向做匀速直线运动,则物体受平衡力作用,应有:F拉=f,而s=nL, 这时滑轮组的机械效率为 ?=W有/ W总*100%= f/(N*f)*100%. 2.当使用滑轮组沿竖直方向拉物体时: (1)考虑动滑轮自重,摩擦阻力及绳重等所有额外功的情形 W总=F*S. 有用功为 W有=F拉*L,因为物体沿竖直方向被匀速提起,则物体受平衡力作用,则有:F拉=G物,s=nh.所以有 ?=W有/ W总*100%=G物/(N*F)*100% (2)考虑动滑轮自重,但不计轮轴间摩擦阻力及绳重等额外功的情形。此时由于物体沿竖直方向被匀速提起,物体受平衡力作用,即:因此滑轮组做的有用功为W有= G物*h ,总功为 W总= W有+W额,所以有 ?=W有/ W总*100%=W有/(W有+W额)*100%=G物/(G物+G动)*100%. (3)不计动滑轮自重,轮轴间摩擦阻力及绳重所做的额外功的情形: 这时滑轮组做的有用功 W有= G物*h,W额=0,W总=F*s=n*F*h,故有W总=W有,N*F=G物,F=G物/h, 滑轮组的机械效率为100% 注意:(1) 当不同滑轮组提升相同的物重时,由于绳子股数越多时,G动 越大,将使滑轮组的机械效率降低 (2) 用同一滑轮组提升不同的物重时,由于额外功一定,当所提升的物重越大时,滑轮组所做的有用功越多,机械效率越高 (3)绳子的自由端和动滑轮移动的距离之间有一定的几何关系。一般情况下为:S=nL 或s=nh(其中:s是指绳的自由端移动的距离,L是指动滑轮或物体在水平方向移动的距离,n是动力拉动滑轮绳子的股数,h是物体上升的高度)。

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