解题思路:机械效率是指有用功与总功之比.动滑轮有两段绳子承担总重,动滑轮的特点是可以省一半的力,绳子自由端移动的距离s=2h;用动滑轮提升物体时,不仅要克服物体的重力,而且要克服动滑轮的重力,所以额外功就是克服动滑轮的重力做的功.拉力的功率是总功的功率.
(1)动滑轮有两段绳子承担总重,绳子自由度移动的距离s=2h=2×2m=4m,
由W=Fs得,F=[W/s]=[200J/4m]=50N;
滑轮组的机械效率η=
W有用
W总×100%=[Gh/FS]×100%=[80N×h/50N×2h]×100%=80%;
(2)W有用=Gh=80N×2m=160J,
∵W额外=W总-W有用=200J-160J=40J
∵不计绳重及摩擦,∴W额=G动h
即40J=G动×2m
∴G动=20N
∵不计摩擦和绳重
∴F=[1/n](G物+G动)=[1/2](200N+20N)=110N
由P=[W/t],v=[s/t]得,P=Fv,
v=[P/F]=[11W/110N]=0.1m/s,
有两段绳子承担总重,物体上升的速度是绳子自由端移动速度的一半,即v′=[1/2]v=[1/2]×0.1m/s=0.05m/s.
故答案为:80%;0.05m/s.
点评:
本题考点: 滑轮(组)的机械效率.
考点点评: 此题是一道有关机械效率和功率的计算题目,有一定难度;明确额外功的产生原因,计算出动滑轮的重力是解题的关键,是一道很好的题目.