解题思路:由图示可知,滑轮组绳子的有效股数n=2;
(1)由功的公式W=Fs可以求出有用功.
(2)已知功与做功时间,由功率公式可以求出功率.
(3)求出总功,然后由效率公式求出滑轮组的效率.
(4)根据滑轮组拉力公式F=
G
物体
+
G
动滑轮
n
的变形公式求出动滑轮的重力,然后由求出拉力大小.
已知:G=500N,F=300N,h=6m,t=20s.
求:(1)工人做的有用功;
(2)工人做功的功率;
(3)此过程中该装置的机械效率;
(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用多大的拉力
由图示可知,滑轮组绳子的有效股数n=2;
(1)工人做的有用功:
W有=Gh=500N×6m=3000J;
(2)工人做的总功:
W总=Fs=Fnh=300N×2×6m=3600J;
工人做功的功率:
P=
W总
t=[3600J/20s]=180W;
(3)此过程中,该装置的机械效率:
η=
W有
W总×100%=[3000J/3600J]×100%≈83.33%;
(4)∵绳子的拉力F=
G物体+G动滑轮
n,
∴G动滑轮=nF-G物体=2×300N-500N=100N,
绳子拉力:
F′=
G物体′+G动滑轮
n=[400N+100N/2]=250N;
答:(1)工人做的有用功是3000J;
(2)工人做功的功率180W;
(3)此过程中该装置的机械效率83.33%;
(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用250N的拉力.
点评:
本题考点: 有用功和额外功;滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.
考点点评: 本题考查了功、功率、机械效率的计算,关键是公式的灵活运用和有用功、总功、机械效率的理解与掌握.