题目

如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问： （1） 动滑轮的重力为多少？ （2） 第2s内拉力F的功率为多少？ （3） 此装置最多能匀速运载多重的货物？ （4） 此装置提升重物的最大机械效率为多少？ 答案： 解：由乙丙图可知，在1~2s内，物体匀速上升，此时拉力为10N，动滑轮上两段绳子，则由平衡条件可求动滑轮重力为G动=2F-GA=2×10N-15N=5N 答：动滑轮重力为5N； 解：第2s内拉力为10N，A上升速度为2m/s，由于绳子段数为2，则人拉绳子速度为4m/s，故第2s内拉力F的功率为P=Fv人=10N×4m/s=40W 答：第2s内拉力F的功率为40W； 解：由于C能承受的最大拉力为50N，动滑轮两段绳子，则滑轮、吊篮和物体总重不能超过100N，即此装置最多能匀速运载货物重力为G货=Gmax-G滑-G篮=100N-5N-15N=80N 答：装置最多能匀速运载80N的货物； 解：同一滑轮组所拉重物越重机械效率越高，则此装置提升重物的最大机械效率为 η=G货h(G货+G动)h×100%=80N95N+5N×100%=80% 答：此装置提升重物的最大机械效率为80%。

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