解题思路:(1)首先要会组装滑轮组.知道承担物重的绳子段数越多越省力.在此题中,画出使用滑轮组拉动汽车时最省力的绕绳方法,所以要从动滑轮绕起.
(2)对车做的有用功即为克服阻力做的功,由W=fs计算;
(3)知道绳子的股数,根据v汽=5v旅求出小汽车的速度;
(4)由承担车的拉力的绳子股数得出绳子头移动的距离s′,由W总=Fs′计算总功,由机械效率的公式计算效率.
(1)要使滑轮组最省力,需要承担物重的绳子段数最多,所以要从动滑轮绕起,如下图:
(2)克服阻力做的有用功:
W有用=fs=2×104N×4m=8×104J;
(3)小汽车的速度:
v汽=5v旅=5×0.5m/s=2.5m/s;
(4)小汽车移动距离s′=5s=5×4m=20m,
拉力做的总功:W总=Fs=0.5×104N×20m=1×105J,
滑轮组的机械效率:
η=
W有用
W总×100%=
8×104J
1×105J×100%=80%.
答:(1)绕法如上图;
(2)滑轮组对旅游车所做的有用功为8×104J;
(3)小汽车的速度为2.5m/s;
(4)滑轮组的机械效率为80%.
点评:
本题考点: 滑轮(组)的机械效率;滑轮组的设计与组装;功的计算.
考点点评: 本题考查了学生对滑轮组的绕法、有用功、总功、机械效率的计算的理解和掌握.知道对车做的功为有用功,拉力做的功为总功是解决此题的关键.