如图所示,小刚用300?N的拉力,使500?N的重物匀速上升1m.
(1)求该装置的机械效率.
(2)小明想用小于300?N的力,仍要站在地面上,在不增加动滑轮的情况下,匀速拉起同样的重物.请你替小明设计出滑轮组的装置图,并画在虚线框内.(绳重及摩擦不计)
网友回答
解:(1)由图可知,n=2,
∵h=1m,
∴s=2h=2×1m=2m;
W有=Gh=500N×1m=500J;
W总=Fs=300N×2m=600J,
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%≈83.3%.
(2)如图,增加一个定滑轮,从动定滑轮上面的挂钩开始,绕过上面的定滑轮,再绕过下面的动滑轮,这样反复绕成.
答:(1)求该装置的机械效率为83.3%;
(2)绕法见右图.
解析分析:(1)由滑轮组的结构可知承担物重的绳子股数n=2,重物被提升h,则拉力端移动的距离s=2h,知道物重G和升高的高度h求出有用功;知道拉力大小和拉力端移动的距离,求出总功W总=Fs,根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率;(2)仍要站在地面上,即用力的方向不变,不增加动滑轮,可以增加一个定滑轮,从动定滑轮上面的挂钩开始,绕过上面的定滑轮,再绕过下面的动滑轮,这样反复绕成.
点评:本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法,由图得出n的值,利用好s=nh是本题的关键.滑轮组的绕法:如n为奇数,则绳子是系在动滑轮的固定挂钩上开始绕(更省力);如n为偶数,则绳子是系在定滑轮的固定挂钩上开始绕(省力又改变用力方向).