解题思路:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数,根据v绳=nv物求出绳端移动的速度,根据P=[W/t]=[Fs/t]=Fv求出滑轮组自由端的拉力F;
(2)根据η=
W
有
W
总
×100%=[Gh/Fs]×100%=[G/nF]×100%求出滑轮组的机械效率;
(3)根据s=nh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出总功,根据W=Gh求出有用功和克服动滑轮重力所做的额外功,总功减去有用功、克服动滑轮重力所做的额外功即为克服摩擦力做的功.
(1)由图可知,n=2,
绳端移动的速度:
v绳=nv物=2×0.6m/s=1.2m/s,
∵P=[W/t]=[Fs/t]=Fv,
∴滑轮组自由端的拉力:
F=[P
v绳=
420W/1.2m/s]=350N;
(2)滑轮组的机械效率:
η=
W有
W总×100%=[Gh/Fs]×100%=[G/nF]×100%=[490N/2×350N]×100%=70%;
(3)绳端移动的距离:
s=nh=2×3m=6m,
总功:
W总=Fs=350N×6m=2100J,
有用功:
W有=Gh=490N×3m=1470J,
克服动滑轮所做的额外功:
W动=G动h=50N×3m=150J,
克服摩擦力做的功:
Wf=W总-W有用-W动=2100J-1470J-150J=480J.
答:(1)滑轮组自由端的拉力F是350N;
(2)滑轮组的机械效率η为70%;
(3)货物上升3m过程中,克服摩擦力做的功Wf为480J.
点评:
本题考点: 滑轮组绳子拉力的计算;有用功和额外功;滑轮(组)的机械效率.
考点点评: 本题考查了滑轮组拉力的计算、滑轮组机械效率的计算和克服摩擦力做功的计算,要注意摩擦力不能忽略时拉力的大小不能用F=[1/n](G+G动)计算,本题的额外功等于克服摩擦力做的和克服动滑轮重力做的功之和.