一辆汽车开进了泥潭中,司机取来滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出来,如图所示.
①请你按最省力的方式,帮他在示意图上画出滑轮组的绕线.
②若司机用750N的拉力在5s内将车水平拉动了0.5m,那么司机所做的功是多少?司机做功的功率是多少?
③若使用滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为多少?
网友回答
解:
①如图,左侧为动滑轮,右侧为定滑轮,从定滑轮开始绕绳,再绕回到动滑轮,最终由四段(最多)绳子承担拉汽车的力,这就是最省力的绳子的绕法.
②由图知,n=4,车被拉动了0.5m,则拉力F移动的距离为2m,
拉力所做的功:
W总=FS=750N×2m=1500J,
拉力所做的功功率:
P===300W.
③∵η=,
∴W有用=η×W总=80%×1500J=1200J,
∵W有用=fs,
∴f===2400N.
答:①如图所示;
②司机所做的功是1500J;司机做功的功率是300W;
③汽车受到的摩擦力为2400N.
解析分析:(1)要想使滑轮组最省力,那么就要使滑轮组承担汽车拉力的绳子的段数最多.再根据滑轮组的省力情况由连接动滑轮的绳子的段数决定,最终确定绕绳的方法.
(2)由图知,n=4,故车被拉动了0.5m,则拉力F移动的距离为2m;利用功的公式W=FS计算拉力做功,然后利用功率的公式求拉力做功功率.
(3)知道滑轮组的机械效率,利用效率公式求摩擦力做功(有用功),再利用W=fs求摩擦力大小.
点评:使用滑轮组沿水平方向拉物体时,若物体移动s,承担汽车与水平面间的摩擦力的绳的股数是n股,则绳自由端移动的距离s′=ns,动力作用的绳端移动的速度是物体移动速度的n倍.