解题思路:(1)首先判断出滑轮组由几段绳子承担物重,根据s=nh计算出绳子自由端移动的距离.
(2)掌握滑轮组的省力特点:滑轮组由几段绳子承担物重,提起绳子的力就是物重的几分之一.物重指动滑轮和物体的总重.
(3)机械效率是有用功与总功之比.根据公式η=
W
有用
W
总
=[Gh/Fs]计算出机械效率.
(4)首先根据滑轮组的省力特点计算出物体所受的拉力F拉,F拉=G-F浮.然后根据公式η=
W
有用
W
总
=
F
拉
h
Fs
计算出机械效率,其中s=nh.
(1)由图知,此滑轮组由4段绳子承担物重,所以s=4h=4×1m=4m.
(2)根据公式F=[1/4](G物+G动),G动=4F-G物=4×120N-400N=80N
(3)η=
W有用
W总=[Gh/Fs]=[G×h/F×4h]=[G/4F]=[400N/4×120N]=83%
(4)F拉=4F′-G动=4×100N-80N=320N
所以η=
W有用′
W总′=
F拉h
F′s=[320N×h/100N×4h]=80%
答:(1)当重物升高1m时,绳子自由端移动的距离为4m;(2)此滑轮组的动滑轮共80N;(3)此滑轮组的机械效率83%;(4)将物体浸没入水中时自由端拉力F为100N,此时滑轮组的机械效率为80%.
点评:
本题考点: 滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率.
考点点评: 此题考查了滑轮组机械效率的计算,同时考查了滑轮组的省力特点.同时用到了公式F=G-F浮,综合性较强.判断滑轮组由几段绳子承担物重、掌握s与h之间的关系也是解决此题的关键.