Đáp án: B

- Công có ích để nâng vật lên độ cao 10m:

    A 1  = 10.m.h = 10.250.10 = 25000 (J)

- Khi dùng hệ thống ròng rọc trên thì khi vật lên cao một đoạn h thì phải kéo dây một đoạn S = 2h. Do đó công dùng để kéo vật:

   A = F 1 . S = F 1 . 2 h = 1500.2.10 = 30000(J)

- Hiệu suất của hệ thống:

Cách 1:Dùng ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực và thiệt hai lần về đường đi.

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}F=\dfrac{1}{2}P=\dfrac{1}{2}\cdot10m=\dfrac{1}{2}\cdot10\cdot200=1000N\\s=2h=2\cdot10=20m\end{matrix}\right.\)

Công nâng vật lên cao: \(A=F\cdot s=1000\cdot20=20000J\)

Hiệu suất hệ thống là \(83,33\%\Rightarrow H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%=\dfrac{20000}{A_{tp}}\cdot100\%=83,33\%\)

\(\Rightarrow A_{tp}=24000J\Rightarrow F_k=\dfrac{A_{tp}}{s}=\dfrac{24000}{20}=1200N\)

Cách 2: Dùng mặt phẳng nghiêng.

Công nâng vật lên cao: \(A_i=P\cdot h=10m\cdot h=10\cdot200\cdot10=20000J\)

Công kéo vật trên mặt phẳng nghiêng:

\(A_k=F\cdot l=1900\cdot12=22800J\)

Công ma sát: \(A_{ms}=A_{tp}-A_i=22800-20000=2800J\)

Lực ma sát có độ lớn: \(F_{ms}=\dfrac{A_{ms}}{l}=\dfrac{2800}{12}=233,33N\)

Hiệu suất động cơ: \(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%=\dfrac{20000}{22800}\cdot100\%=87,72\%\)

Trọng lượng của vật :

\(P=10m=300.1=3000N\) 

Dùng ròng rọc nên thiệt  2 lần về đường đi 

\(\Rightarrow s=2h=15.2=30m\)  

Công có ích là

\(A_{ci}=P.h=3000.15=45,000J\) 

Công toàn phần nâng vật

\(A_{tp}=F.s=3000.30=90,000\left(J\right)\) 

Hiệu suất là

\(H=\dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100\%=\dfrac{45000}{90,000}.100\%=50\%\) 

Công hao phí để thắng lực ma sát là

\(A_{ms}=A_{tp}-A_{ci}=90,000-45,000=45,000\left(J\right)\) 

Công hao phí để nâng ròng rọc là

\(45,000.\dfrac{1}{3}=15,000\left(J\right)\) 

Trọng lượng ròng rọc là

\(P=\dfrac{15000}{10}=1500\left(N\right)\) 

Khối lượng của nó là

\(m=\dfrac{P}{10}=\dfrac{1500}{10}=150\left(kg\right)\) 

Công để nâng vật lên khi dùng mp nghiêng là

\(A_{tp}=F.l=2500.20=50,000\left(J\right)\) 

Lực ma sát giữa vật và mp nghiêng là

\(F_{ms}=\dfrac{A_{tp}-A_{ci}}{s}=\dfrac{50,000-45,000}{20}=250\left(N\right)\) 

Hiệu suất là  :

\(H=\dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100\%=\) \(\dfrac{45,000}{50,000}.100\%=90\%\)

Cách 1)

Công có ích tác dụng lên vật là

\(A_i=P.h=10m.h=10.200.10=20,000\left(J\right)\) 

Công toàn phần kéo

\(A_{tp}=\dfrac{A_i}{H}.100\%=\dfrac{20,000}{83,33\%}.100\%=24,000\left(J\right)\)  

Do dùng ròng rọc động nên sẽ thiệt 2 lần về đường đi nên độ dài qđ vật di chuyển là

\(s=2h=2.10=20m\) 

Lực kéo

\(F=\dfrac{A_{tp}}{s}=\dfrac{24000}{20}=1200\left(N\right)\) 

Cách 2)

Công tp kéo lúc này là

\(A_2=F_2.l=1900.12=22800J\) 

Công có ích kéo là (đã tính ở cách 1) 

Độ lớn lực ma sát giữa vật mà mpn là

\(F_{ms}=\dfrac{A_{hp}}{l}=\dfrac{22800-20,000}{12}=233.\left(3\right)\left(N\right)\) 

Hiệu suất là

\(H=\dfrac{A_1}{A_2}.100\%=\dfrac{20000}{22800}.100\%=87,7\%\) 

Công suất kéo là

\(P=F_2.v=1900.2=3800\left(W\right)\)

a)Cách 1:

Dùng 1 ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực và thiệt hai lần về đường đi.

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}F=\dfrac{1}{2}P=\dfrac{1}{2}\cdot10m=\dfrac{1}{2}\cdot10\cdot200=1000N\\s=\dfrac{1}{2}h=\dfrac{1}{2}\cdot10=5m\end{matrix}\right.\)

Công nâng vật lên cao:

\(A=F\cdot s=1000\cdot5=5000J\)

Hiệu suất: \(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%\)

\(\Rightarrow A_{tp}=\dfrac{A_i}{H}\cdot100=\dfrac{5000}{83,33\%}\cdot100\%=6000J\)

Lực kéo vật: \(F_k=\dfrac{A_{tp}}{s}=\dfrac{6000}{5}=1200N\)

b)Cách 2:

Công suất vật: \(P=F_2\cdot v=1900\cdot2=3800W\)

Công kéo vật lúc này:

\(A_{tp}=F_2\cdot l=1900\cdot12=22800J\)

Hiệu suất mặt phẳng nghiêng:

\(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%=\dfrac{5000}{22800}\cdot100\%=21,93\%\)

Trọng lượng vật là

\(P=10m=60.10=600N\) 

Do dùng ròng rọc sẽ thiệt 2 lần về đường đi nên quãng đường vật di chuyển là

\(s=2h=5.2=10m\) 

Công có ích gây ra là

\(A_i=P.h=600.5=3000\left(J\right)\) 

Công toàn phây gây ra là

\(A_{tp}=F.s=360.10=3600\left(J\right)\) 

Hiệu suất là

\(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}.100\%=\dfrac{3000}{3600}.100\%=83,3\left(\%\right)\) 

Công hao phí sinh ra là

\(A_{hp}=A_{tp}-A_i=3600-3000=600\left(J\right)\) 

Gọi m là khối lượng ròng rọc động

       A' là công hao phí để nâng ròng rọc động

Theo đề bài, ta có

Công hao phí nâng ròng rọc + Công do lực ma sát = A_hp

\(\Rightarrow A_{hpnrr}=A_{hp}\Leftrightarrow5A_{hpnrr}=A_{hp}\\ \Leftrightarrow A_{hpnrr}=\dfrac{A_{hp}}{5}=\dfrac{600}{5}=120N\) 

Vậy khối lượng ròng rọc là

\(\Leftrightarrow10m.h=120\\ \Leftrightarrow m=12\left(kg\right)\)

Bạn tham khảo tại đây nhé!
Câu 1:Đưa một vật khối lượng m = 200kg lên độ cao h = 10m người ta dùng một trong hai cách sau:a. Cách 1: Dùng hệ thống... - Hoc24

a) Ròng rọc cố định trong hệ thống này không cho ta lợi về lực. Ròng rọc cố định trong hệ thống này giúp làm thay đổi hướng của lực kéo so với khi kéo trực tiếp.

b)

Tóm tắt

P=200N

h=5m

________

F=?

s=?

Vì dùng ròng rọc động nên: \(F=\dfrac{P}{2}=\dfrac{200}{2}=100\left(N\right)\); \(s=h.2=5.2=10\left(m\right)\)