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4.小明做“测滑轮组机械效率”实验时,用如图所示的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绳子绕法.用此滑轮组将重为3.6N的物体10s匀速提起0.5m,已知每个滑轮重0.6N.(忽略摩擦及绳重)
求:(1)拉力的功率;
(2)用此滑轮组分别提起3.6N和4.8N物体时的机械效率之比.

分析 滑轮组使用时要最省力绳子股数应最多,本题最多可以绕出4股绳子.
(1)根据F=$\frac{1}{n}$(G+G)求出此时绳子的拉力,再根据P=$\frac{W}{t}$计算功率;
(2)根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$分别求出提起3.6N和4.8N物体时的机械效率.

解答 解:最省力时绕4股绳子,根据“奇动偶定”法则,4股应从定滑轮挂钩上开始绕绳子,绕法如图,绳子段数n=4.

(1)由题意知,不计摩擦及轮重,
所以F=$\frac{1}{n}$(G+G)=$\frac{1}{4}$(3.6N+0.6N×2)=1.2N,
拉力做的功W=Fs=1.2N×0.5m×4=2.4J,
拉力的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.4J}{10s}$=0.24W;
(2)滑轮组提起3.6N物体时的机械效率η1=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{总1}}$=$\frac{{G}_{物1}}{{G}_{物1}+{G}_{动}}$×100%=$\frac{3.6N}{3.6N+0.6N×2}$×100%=75%;
滑轮组提起4.8N物体时的机械效率η1=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{总2}}$=$\frac{{G}_{物2}}{{G}_{物2}+{G}_{动}}$×100%=$\frac{4.8N}{4.8N+0.6N×2}$×100%=80%,
所以两次机械效率之比$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$=$\frac{75%}{80%}$=$\frac{15}{16}$.
答:见上图;
(1)拉力的功率是0.24W;
(2)用此滑轮组分别提起3.6N和4.8N物体时的机械效率之比是15:16.

点评 本题考查了滑轮组的阻值和滑轮组拉力、速度、动滑轮重力、机械效率的计算,关键是F=$\frac{1}{n}$(G+G)的灵活运用.

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1.如图所示的实例中,为了减小摩擦的是(  )
A.
鞋底上的花纹
B.
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C.
轮胎上的花纹
D.
浴室防滑垫

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2.如图所示,我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号,曾经在马里亚纳海沟区域进行下潜试验,成功突破7000米深度,创造了我国深潜新纪录.关于潜水器“蛟龙”号的下潜过程,下列说法正确的是(  )
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(3)如图(3)所示,请画出斜面上的物体所受重力的示意图.

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14.甲,乙两个实心正方体对水平地面压力相等,已知ρ1>ρ2,若分别在它们中央施加竖直且方向相同的力,使它们对地面的压强相等,则两个力的关系是(  )
A.可能是△F>△FB.可能是△F=△FC.一定是△F<△FD.一定是△F=△F

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