【答案】
分析:(1)要求拉力的功率,根據(jù)功率公式P=
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可知,需要知道拉力所做的功和做功時(shí)間;
做功時(shí)間題中已經(jīng)告訴我們是10s,所以關(guān)鍵是要先求出拉力做的功是多少;
拉力做的功是總功,而總功等于有用功和額外功之和,額外功題中已經(jīng)告訴我們是800J,所以要求總功我們需要先求出有用功;
克服物體重力對(duì)物體做的功是有用功,所以有用功可根據(jù)公式W=Gh算出,
而題中并沒(méi)有告訴我們物體上升的高度h,不過(guò)題中已經(jīng)告訴我們繩子自由端移動(dòng)的距離s,因?yàn)槔K子自由端移動(dòng)的距離與物體上升的高度之間有一種關(guān)系:s=nh,所以只要從圖上數(shù)出繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子股數(shù),就能求出物體上升的高度.
(2)機(jī)械效率是有用功跟總功的比值,所以求機(jī)械效率可根據(jù)機(jī)械效率公式η=
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來(lái)進(jìn)行計(jì)算.
(3)若繩重和摩擦不計(jì),則提升物體時(shí)對(duì)動(dòng)滑輪所做的功是額外功.已知額外功是800J,則可根據(jù)公式W=Gh的變形式G=
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算出動(dòng)滑輪的重力;
(4)滑輪組是一種省力機(jī)械,若繩重和摩擦不計(jì),則有F=
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(G
物+G
動(dòng)),物體的重力為1200N,動(dòng)滑輪的重力在上一問(wèn)中已經(jīng)求出,繩子股數(shù)在第(1)問(wèn)中已經(jīng)知道,所以此時(shí)的拉力即可求出.
解答:解:(1)由圖可知,繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)為4根,
因?yàn)槔K子移動(dòng)的距離與物體上升的高度之間的關(guān)系是:s=nh,
則物體上升的高度:h=
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=
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=
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=4m,
克服物體重力做的功:W
有=Gh=1000N×4m=4000J,
拉力做的功:W
總=W
有+W
額=4000J+800J=4800J,
所以拉力的功率:P=
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=
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=480W.
(2)滑輪組的機(jī)械效率:η=
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=
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≈83.3%.
(3)動(dòng)滑輪的總重為:G
動(dòng)=
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=
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=200N.
(4)此時(shí)的拉力為:F=
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(G
物+G
動(dòng))=
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=350N.
答:(1)繩自由端拉力的功率是480W.
(2)滑輪組的機(jī)械效率是83.3%.
(3)動(dòng)滑輪的總重是200N.
(4)若用此裝置勻速提起1200N的重物,則拉力為350N.
點(diǎn)評(píng):本題考查的內(nèi)容有:功和功率的計(jì)算,有用功、額外功、總功的概念及其關(guān)系,機(jī)械效率的計(jì)算,動(dòng)滑輪重力的計(jì)算,滑輪組拉力與物重的關(guān)系,繩子自由端移動(dòng)的距離與物體上升高度的關(guān)系,雖然考查的知識(shí)比較多,但相對(duì)來(lái)說(shuō)還是一個(gè)知識(shí)系統(tǒng).解答本題時(shí)要注意以下幾點(diǎn):拉力做的功是總功;對(duì)動(dòng)滑輪做的功是額外功;承擔(dān)物重的繩子是繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子;機(jī)械效率用百分?jǐn)?shù)表示.