Question

如圖所示裝置，繩重及摩擦不計：
（1）請利用圖示的3個滑論，補畫該滑輪組完整的繞線；
（2）當物重為40N時，繩端需用15N拉力才能使物體勻速上升，此時該滑輪組的機械效率為多少？
（3）如果繩子能承受的最大拉力為60N，那么該滑輪組最大可吊起多重的物體？

Answer 1

分析：（1）繩子只能從定滑輪開始繞線，動滑輪上有4段繩子，拉力方向向上；
（2）根據(jù)公式η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

nF

×100%求出滑輪組的機械效率；
（3）繩重及摩擦不計，根據(jù)F=

1

n

（G+G_動）求出動滑輪的重力，再根據(jù)F=

1

n

（G+G_動）求出該滑輪組最大可吊起的物重．

解答：解：（1）動滑輪上有4段繩子，拉力方向向上；

（2）此時該滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

nF

×100%=

40N

4×15N

×100%≈66.7%；
（3）繩重及摩擦不計，
根據(jù)F=

1

n

（G+G_動）可得，動滑輪的重力：
G_動=nF-G=4×15N-40N=20N，
如果繩子能承受的最大拉力為60N，則最大吊起的物重：
G′=nF′-G_動=4×60N-20N=220N．
答：（1）滑輪組的組裝如上圖所示；
（2）當物重為40N時，繩端需用15N拉力才能使物體勻速上升，此時該滑輪組的機械效率為66.7%；
（3）如果繩子能承受的最大拉力為60N，那么該滑輪組最大可吊起220N重的物體．

點評：本題考查使用滑輪組動滑輪的重力、拉力的計算，關鍵是繩重及摩擦不計時公式F=

1

n

（G+G_動）的靈活運用；難點是滑輪組繩子的繞線．