解题思路:(1)在匀速提升中,货物对货厢底部的压力和自身相等,根据压强公式求出货物对货厢底部的压强;力的示意图,就是用一条带箭头线段表示出力的三要素,线段的长度表示力的大小,线段的起点表示力的作用点,箭头表示力的方向;(2)由图可知,该装置钢丝绳的有效股数n=4,根据s=nh求出钢丝绳自由端移动的距离,根据F=1nG求出钢丝绳自由端的拉力,根据W=Fs求出钢丝绳自由端拉力做的功,再根据P=Wt求出钢丝绳自由端拉力的功率;(3)根据W=Gh求出有用功,根据W=Pt求出总功,利用效率公式求出该装置的效率.
已知:G1=6000N,G2=2000N,S=2m2,t=30s,h=6m,P机械=2kW=2000W
求:(1)在匀速提升中,货物对货厢底部的压强p,画出货物对货厢压力的示意图;
(2)钢丝绳自由端拉力的功率P;
(3)在匀速提起货物时,该装置的效率η.
(1)在匀速提升中,货物对货厢底部的压力:
F=G=6000N,
货物对货厢底部的压强:
p=
F1
S=[6000N
2m2=3000Pa;
货物对货厢的压力作用点在货箱上,方向垂直货箱接触面向下,如下图所示:
(2)由图可知,n=4,
钢丝绳自由端移动的距离:
s=nh=4×6m=24m,
钢丝绳由端的拉力:
F2=
1/n](G1+G2)=[1/4](6000N+2000N)=2000N,
钢丝绳自由端拉力做的功:
W=F2s=2000N×24m=48000J,
钢丝绳自由端拉力的功率:
P=[W/t]=[48000J/30s]=1600W;
(3)有用功:
W有=Gh=6000N×6m=36000J,
总功:
W总=P输入t=2000W×30s=60000J,
该装置的效率:
η=
W有
W总×100%=[36000J/60000J]×100%=60%.
答:(1)在匀速提升中,货物对货厢底部的压强是3000Pa,货物对货厢压力的示意图如上图所示;
(2)钢丝绳自由端拉力的功率是1600W;
(3)在匀速提起货物时,该装置的效率为60%.
点评:
本题考点: 压强的大小及其计算;力的示意图;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.
考点点评: 本题考查了压强和功率、机械效率的计算和力的示意图,关键是分清有用功和总功,同时画力的示意图时要注意作用点在受力物体上、方向垂直接触面指向受力物体.