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

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 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  :

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

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

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

a. Trọng lượng của vật: P = 10m = 10.200 = 2000N

Công có ích để nâng vật: A_i = P.h = 2000.10 = 20000J

Công toàn phần để nâng vật: A_tp = \(\dfrac{A_i}{H}=\dfrac{20000}{83,33\%}=24000J\)

Do dùng rrđ và rrcđ nên s = 2h = 2.10 = 20m

Lực kéo dây để nâng vật:

A_tp = F_k.s => \(F_k=\dfrac{A_{tp}}{s}=\dfrac{24000}{20}=1200N\)

b. Công tp khi kéo vật trên mpn:

A_tp' = F₂.l = 1900.12 = 22800J

Công lực ma sát:

A_ms = A_tp' - A_i = 22800 - 20000 = 2800J

Lực ma sát: F_ms = \(\dfrac{A_{ms}}{l}=\dfrac{2800}{12}=233,3N\)

Hiệu suất của mpn:

\(H'=\dfrac{A_i}{A_{tp}'}.100\%=\dfrac{20000}{22800}.100\%=87,7\%\)

Công suất kéo:

P = Fv = \(\dfrac{A_{tp}}{l}.v=\dfrac{22800}{12}.2=3800W\)

Cách 1. Công nâng vật trực tiếp lên 10 mét là: A_i = P.h =10.m.h = 20000J

Công nâng vật bằng hệ thống ròng rọc là:

Từ công thức: H = A_i/A_φ . 100% => A_tp = A_i .100%/H => A₁ = 20000/0.8333 ≈ 24000(J)

Dùng ròng rọc động lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về đường đi, nên khi nâng vật 1 đoạn h thì kéo dây một đoạn s = 2h.

Do đó lực kéo dây là:

A_tp = F₁.s = F₁.2h => F₁= A_tp/2.h = 24000/2.10 = 1200(N)

Cách 2. Lực ma sát – hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.

Công toàn phần dùng để kéo vật:A'_tp = F₂.l = 1900.12 = 22800 (J)

Công hao phí do ma sát: A'_hp= A'_tp – A₁ = 22800 - 20000 = 2800 (J)

Vậy lực ma sát: F_ms = A'_tp/l = 2800/12 = 233,33N

Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: H₂ = A₁/A'_tp = 87,72%

Công suất kéo: P = F₂. v = 1900.2 = 3800 (W)

Cách 1. Công nâng vật trực tiếp lên 10 mét là: A_i = P.h =10.m.h = 20000J

Công nâng vật bằng hệ thống ròng rọc là:

Từ công thức: H = A_i/A_φ . 100% => A_tp = A_i .100%/H => A₁ = 20000/0.8333 ≈ 24000(J)

Dùng ròng rọc động lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về đường đi, nên khi nâng vật 1 đoạn h thì kéo dây một đoạn s = 2h.

Do đó lực kéo dây là:

A_tp = F₁.s = F₁.2h => F₁= A_tp/2.h = 24000/2.10 = 1200(N)

Cách 2. Lực ma sát – hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.

Công toàn phần dùng để kéo vật:A'_tp = F₂.l = 1900.12 = 22800 (J)

Công hao phí do ma sát: A'_hp= A'_tp – A₁ = 22800 - 20000 = 2800 (J)

Vậy lực ma sát: F_ms = A'_tp/l = 2800/12 = 233,33N

Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: H₂ = A₁/A'_tp = 87,72%

Công suất kéo: P = F₂. v = 1900.2 = 3800 (W)

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