Question

【題目】為了開發和利用深海的資源,我國某科研考察隊在遠海進行科學實驗時,使用母船上的起降設備,將我國最新自主研制的“潛龍三號”無人潛水器,從母船甲板上吊起并降到海面上,如圖甲所示,該起降設備利用了液壓裝置、杠桿、滑輪組等,“潛龍三號”潛水器是我國最新研制的具有高智能的自動巡航潛水器,長3.5米、高1.5米、重1.5噸,可抵達3850米深海連續航行42小時48分鐘、航程15682公里。

(1)起降設備中滑輪組的結構示意圖如圖乙所示,請你用筆畫線代表鋼絲繩,畫出最省力的繞線方法____。

(2)該起降設備若在1min內將“潛龍三號”勻速提升了20m,該過程中鋼絲繩的拉力由電動機提供,電動機的輸出功率是10kW,則鋼絲繩的拉力是多少____?

(3)該滑輪組的機械效率是多少____?

Answer 1

【答案】7500N50%

【解析】

(1)對由兩個動滑輪和兩個定滑輪組成的滑輪組，可繞線方法有4股和5股兩種，兩種方法都達到了省力的目的，但拉力的方向不同，有5股繞線的方法拉力方向向上；有4股繞線的方法拉力方向向下，根據題意可知拉力方向向下，因此從定滑輪上固定。如圖所示：

(2)鋼絲繩端移動的距離：s＝nh＝4×20m＝80m，把“蛟龍號”提升20m拉力做的功：W＝Pt＝10000W×60s＝6×105J.鋼絲繩的拉力：F＝＝7500W；(3)“蛟龍號”的重力：G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，有用功：W有＝Gh＝1.5×104N×20m＝3×105J，滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%＝50%.