2025年暑假作业兰州大学出版社八年级物理人教版第51页答案
11. 如图10甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备,它的结构可简化为如图10乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg,在绳子自由端施加的拉力为1250N,物体以0.5m/s的速度匀速上升10s,g取10N/kg。求:
(1)绳端移动的距离为
15m

(2)拉力做功的功率为
1875W

(3)在此过程中滑轮组的机械效率为
80%

答案

1. (1)
首先求物体上升的高度$h$:
根据公式$h = v_{物}t$,已知$v_{物}=0.5m/s$,$t = 10s$,则$h=0.5m/s×10s = 5m$。
由图可知$n = 3$(承担物重的绳子段数),根据$s=nh$(绳端移动距离与物体上升高度的关系)。
所以$s = 3×5m=15m$。
2. (2)
先求拉力做的功$W_{总}$:
根据$W_{总}=Fs$,$F = 1250N$,$s = 15m$,则$W_{总}=1250N×15m = 18750J$。
再求拉力做功的功率$P$:
根据$P=\frac{W_{总}}{t}$,$W_{总}=18750J$,$t = 10s$,则$P=\frac{18750J}{10s}=1875W$。
3. (3)
先求物体重力$G$:
根据$G = mg$,$m = 300kg$,$g = 10N/kg$,则$G=300kg×10N/kg = 3000N$。
再求有用功$W_{有}$:
根据$W_{有}=Gh$,$G = 3000N$,$h = 5m$,则$W_{有}=3000N×5m = 15000J$。
最后求机械效率$\eta$:
根据$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$,$W_{有}=15000J$,$W_{总}=18750J$。
则$\eta=\frac{15000J}{18750J}×100\%=80\%$。
综上,(1)绳端移动的距离为$15m$;(2)拉力做功的功率为$1875W$;(3)滑轮组的机械效率为$80\%$。