如图所示,动滑轮的重力为30N,物体的重力为270N,若不计绳重和摩擦力,在拉力F作用下,物体以0.2m/s的速度匀速上升,则拉力大小为 ________N,在2s内拉力做的功为 ________J,滑轮组的机械效率为 ________.如果其他条件不变,只改变串绕绳子的方式,则该滑轮组的机械效率将 ________.(选填“增大”、“减小”或“不变”)
100 120 90% 不变
根据如图所示,绕在动滑轮上的绳子有3股,则F=G总,即可求出拉力大小;
根据物体的速度可求出物体在2s内上升的高度h,然后可求出绳子自由端移动的距离s=3h,然后利用W=Fs即可求出在2s内拉力做的功;
W有用=Gh,W总=Fs,再利用η=×100%即可求出滑轮组的机械效率.
因为机械效率等于有用功跟总功的比值,即η=×100%,只有当额外功增大或减小时才能体现这个比值的变化,所以只改变缠绕绳子的方式,η不变.
解答:G总=G滑轮+G重物=30N+270N=300N,
因为绕在动滑轮上的绳子有3股,所以F=G总=×300N=100N,
h=vt=0.2m/s×02s=0.4m,s=3h=3×0.4m=1.2m,
W总=Fs=100N×1.2m=120J,
η=×100%=×100%==×100%=90%.
因为总功等于有用功加额外功,机械效率等于有用功跟总功的比值,所以额外功增大或减小时才能体现这个比值的变化,
因此改变串绕绳子的方式,η不变.
故答案为:100;120;90%;不变.
点评:此题考查滑轮组绳子拉力的计算,功的计算,滑轮组的机械效率等多个知识点,综合性强,难易程度适中,是一道典型的题目.