典題9:将同一重物舉高,如圖所示,使用滑輪組的機械效率與使用斜面的機械效率之比為8:7,則分别使用這兩種機械時的拉力之比 F1:F2=___
解析:
1對于滑輪組,設重物上升h,則由:
η1=W有用/W總
=Gh/F1S①
根據滑輪組的性質可知:
n=3,s=nh=3h②
由①和②可知:
F1=Gh/η1s=G/3η1。
2對于斜面,設重物沿斜面上移 L,
則由:
η2=W有用/W總
=Gh/F2L③,
根據斜面的性質知:
h= Lsin30°=L/2④,
将④代入③可知,
F2=Gh/η2L
=G/2η2。
故F1/F2=(G/3η1):(G/2η2)
=2η2/3η1
=2/3 x η2/η1
又有題意可知:η2/η1=7/8
所以F1/F2=7/11。
小結:1.本題需要分别考慮滑輪組、斜面的機械效率,求得使用兩種機械時拉力的表達式,再求它們的比值。
2斜面機械效率公式為:
η=W有/W總=Gh/FL。
其中:G為物體重量,h為斜面豎直高度,F為拉力大小,L為斜面長度。
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