解:(1)图中滑轮组由两个动滑轮和一个定滑轮组成,有两种绕线方法:一种是由两根绳子承担重物,一种是由三根绳子承担重物,要想最省力,应选用三根绳子承担的绕法,即从动滑轮开始缠绕,如下图所示:
(2)由上图知,n=3,s=3h,
η=
=
=
=
=80%,
重物上升的速度是0.2m/s,绳端移动速度:
v=0.2m/s×3=0.6m/s,
拉力的功率:
P=Fv=375N×0.6m/s=225W
(3)将定滑轮作动滑轮用、动滑轮作定滑轮用,可以绕成动滑轮上有4股绳子的滑轮组,人站在楼上拉,更省力.
答:(1)如图所示;
(2)滑轮组的机械效率是80%,重物上升的速度是0.2m/s,人拉绳的功率是225W;
(3)将定滑轮作动滑轮用,动滑轮作定滑轮用,可以绕成动滑轮上有4股绳子的滑轮组,人站在楼上拉.
分析:(1)与滑轮组中的动滑轮相连的绳子有几段,绳子自由端的拉力就是物重和滑轮组总重的几分之一,绳子段数越大,越省力,据此选择并画出绕法;
(2)由(1)知承担物重的绳子股数n=3,则s=3h,根据η=
=
=
计算出该滑轮组的机械效率;
知道重物上升的速度,求出拉力端移动速度,利用P=Fv求拉力的功率;
(3)将现在的动滑轮、定滑轮位置互换,可以增大承担物重的绳子股数、更省力.
点评:本题考查了滑轮组的绕法、滑轮组机械效率的计算、功率的计算,本题关键:一是利用好效率推导公式η=
=
=
,二是利用好功率推导公式P=Fv,注意区分重物升高的速度和绳子移动的速度,易错点.本题学生容易在第(2)问上出错,没有求出重物的重力,误把滑轮重力当做物体的重力进行计算;在计算拉力的功率时,误把重物升高的速度和绳子移动的速度混为一谈.这都是在解题中需要特别注意的地方.