用如图所示的滑轮组将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦和绳重).求:

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  • 解题思路:(1)由图知道,承担物重的绳子股数n=3,设重物被提升h,则拉力端移动的距离s=3h,知道物重G和拉力大小,根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率;

    (2)求出绳子自由端移动的速度,利用P=Fv求拉力的功率;

    (3)不计摩擦和绳重,利用F=[1/3](G+G)求出动滑轮重,再利用F=[1/3](G+G)求提升600N物体的拉力,根据功的公式求此时拉力所做的功.

    (1)由图知,使用该滑轮组承担物重的绳子股数,n=3

    滑轮组的机械效率:

    η=

    W有

    W总×100%=[Gh/Fs]×100%

    =[Gh/F•3h]×100%=[G/F×3]×100%

    =[480N/200N×3]×100%=80%;

    (2)绳子自由端移动的速度:

    v′=3v=0.3m/s×3=0.9m/s,

    拉力的功率:

    P=

    W总

    t=[Fs/t]=Fv=200N×0.9m/s=180W;

    (3)∵不计摩擦和绳重,

    ∴F=[1/3](G+G),

    ∴G=3F-G=3×200N-480N=120N,

    当提起G′=600N的物体时拉力:

    F′=[1/3](G′+G),

    =[1/3](600N+120N)=240N,

    这时拉力做的功:

    W′=F′s′=F′×3h′=240N×3×2m=1440J.

    答:(1)滑轮组的机械效率为80%;

    (2)拉力的功率180W;

    (3)拉力所做的功为1440J.

    点评:

    本题考点: 滑轮(组)的机械效率;功的计算;功率的计算.

    考点点评: 本题考查了使用滑轮组拉力的计算、功的计算、功率的计算、机械效率的计算,利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F=[1/n](G轮+G物)]是本题的关键.