右图所示的滑轮组吊起重960N的物体,小明站在地面上用力F匀速往下拉绳,拉力F=400N时,物体以0.2m/s的速度匀速

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  • 解题思路:(1)由图可知绳子的有效股数为3,根据v=nv求出绳子自由端移动的距离,根据P=Fv求出拉力F做功的功率;

    (2)根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功率,利用s=nh和η=

    W

    W

    求出此时滑轮组的机械效率;

    (3)先根据F=[1/n](G+G)求出动滑轮的重力,人的重力决定了绳端的最大拉力,再根据F=[1/n](G+G)求出提升的最大物重,最后利用效率公式求出最大机械效率.

    (1)绳子自由端移动的速度:

    v=nv=3×0.2m/s=0.6m/s,

    拉力F做功的功率:

    P=Fv=400N×0.6m/s=240W.

    (2)此时滑轮组的机械效率:

    η=

    W有

    W总=[Gh/Fs]=[Gh/Fnh]=[G/Fn]=[960N/400N×3]=80%.

    (3)动滑轮的重力:

    G=nF-G=3×400N-960N=240N,

    因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力,

    所以最大拉力为F′=500N,

    提升的最大物重:

    G′=3F-G=3×500N-240N=1260N,

    此滑轮组提升物体所能达到的最大机械效率:

    η′=

    G′

    F′n=[1260N/500N×3]=84%.

    答:(1)拉力F做功的功率为240W;

    (2)此时滑轮组的机械效率为80%;

    (3)小明用此滑轮组提升物体所能达到的最大机械效率为84%.

    点评:

    本题考点: 功率的计算;滑轮(组)的机械效率.

    考点点评: 本题关键:一是利用好使用滑轮组时,不计绳重和轴摩擦,F=[1/n](G物+G动);二是利用好功率推导公式P=Fv;三是利用好η=W有W总=[Gh/Fs]=[Gh/Fnh]=[G/Fn].