解题思路:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数为3,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,额外功等于总功和有用功的差值,再根据效率公式求出滑轮组的机械效率;
(2)先根据F=[1/n](G+G动)求出动滑轮的重力,再根据F=[1/n](G+G动)求出提升重物重力为750N时的拉力,最后根据η=
W
有
W
总
=[Gh/Fs]=[Gh/Fnh]=[G/nF]求出此时滑轮组的机械效率.
(1)由图可知,n=3,
绳子自由端移动的距离s=nh=3×0.5m=1.5m,
有用功W有=Gh=600N×0.5m=300J,
总功W总=Fs=250N×1.5m=375J,
额外功W额=W总-W有=375J-300J=75J;
滑轮组的机械效率η=
W有
W总=[300J/375J]=80%;
(2)根据F=[1/n](G+G动)可得:
G动=nF-G=3×250N-600N=150N,
提升重物重力为750N时的拉力F′=[1/n](G′+G动)=[1/3]×(750N+150N)=300N,
由η=
W有
W总=[Gh/Fs]=[Gh/Fnh]=[G/nF]可得:
此时滑轮组的机械效率η′=[G′/nF]=[750N/3×300N]≈83.3%.
答:在重物升高0.5m的过程中,所做的有用功为300J,额外功为75J,机械效率为80%;若所提升重物重力为750N,拉力为300N,此时的机械效率约为83.3%.
点评:
本题考点: 机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算.
考点点评: 本题考查了功和机械效率的计算,关键是明确有用功和总功、额外功之间的关系以及公式F=[1/n](G+G动)、η=W有W总=[Gh/Fs]=[Gh/Fnh]=[G/nF]的灵活应用.