17.(2020·毕节)质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙

17.(2020·毕节)质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计,(g=10N/kg)。问:
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m,作用在钢绳上的拉力为400N,拉力的功率是多大;
(2)动滑轮受到的重力;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,若要工人不被拉离地面,此滑轮组机械效率最大值是多少?
 
答案】(1) 120W;(2) 200N;(3) 889%
解析
【详解】(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离
拉力做的功
拉力的功率
(2)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,因机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,所以,滑轮组的机械效率
所以
(3)已知工人的质量为60kg,则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力

可得,提升的最大物重

则滑轮组的最大机械效率

答:(1)拉力的功率是120W;
(2)动滑轮受到的重力为200N;
(3)滑轮组机械效率最大值是88.9%。
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