问题补充:
某海港工人常用如图所示的滑轮组移动货物(已知图甲、图乙两滑轮组虚线框部分完全相同).现用图甲滑轮组拉着重4000N的集装箱,沿水平方向匀速运动40m,用时80s,钢绳自由端的拉力F做的功为16000J,此时该滑轮组的机械效率为75%(不计绳重及滑轮摩擦).求:
(1)绳自由端移动的速度;
(2)集装箱受到的摩擦力;
(3)若由图甲所示的水平拉动,改为如图乙所示的竖直拉动,机械效率将如何变化?为什么?(请简要说明,不需要计算)
答案:
解:(1)绳子移动距离s=2×40m=80m,
绳子自由端移动速度:v===1m/s;
(2)∵η=,
∴W有用=η×W总=16000J×75%=l2000J,
此题中拉动箱子时,克服摩擦力做的功为有用功,
∵W有用=fs,
∴摩擦力:f===300N;
(3)若绳子自由端移动距离不变,使用的是同一滑轮组,额外功不变,物体的重力大于摩擦力,所以有用功变大,根据η==可知机械效率变大.
答:(1)绳自由端移动的速度为1m/s;
(2)集装箱受到的摩擦力为300N;
(3)若绳子自由端移动距离不变,使用的是同一滑轮组,额外功不变,物体的重力大于摩擦力,所以有用功变大,根据η==可知机械效率变大.
解析分析:(1)根据s=2h求出拉力移动距离,根据v=求出绳子自由端移动速度;
(2)根据η=求出克服摩擦力做的有用功,根据W=fs求出摩擦力的大小;
(3)若绳子自由端移动距离不变,使用的是同一滑轮组,额外功不变,物体的重力大于摩擦力,所以有用功变大,根据η==可知机械效率的变化情况.
点评:此题主要考查的是学生对速度、有用功、摩擦力的计算以及对滑轮组机械效率大小的分析的理解和掌握,难度不大.
某海港工人常用如图所示的滑轮组移动货物(已知图甲 图乙两滑轮组虚线框部分完全相同).现用图甲滑轮组拉着重4000N的集装箱 沿水平方向匀速运动40m 用时80s 钢绳