Question

【題目】張強(qiáng)同學(xué)利用如圖所示的滑輪組將貨物運(yùn)送到樓上，圖中每個(gè)滑輪等重，不計(jì)繩子重和摩擦．如果所送貨物重G從200N開(kāi)始逐漸增加，直到繩子被拉斷．每次均勻速拉動(dòng)繩子，且提升同樣的高度．圖乙記錄了在整個(gè)過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物的重力的增加而變化的圖象．請(qǐng)根據(jù)有關(guān)信息完成以下問(wèn)題：
（1）每個(gè)滑輪的重是多少？
（2）繩子能承受的最大拉力是多少？
（3）當(dāng)繩子的拉力最大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由乙圖可知：當(dāng)G=200N時(shí)，η=50%，

∵η= = = ，

即：50%= ，

∴G輪=100N；

（2）解：由乙圖可知：當(dāng)G′=1600N時(shí)，繩子剛好被拉斷，

則繩子能承受的最大拉力：

F大= （G′+2G輪）= （1600N+200N）=450N；

（3）解：當(dāng)繩子的拉力最大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率：

η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%≈88.9%．

【解析】（1）不計(jì)繩子重和摩擦，動(dòng)滑輪不變，取物重G=200N，知道此時(shí)的機(jī)械效率為50%，利用η= = 求動(dòng)滑輪重；（2）從圖中找出最大物重，利用F= （G物+G動(dòng)）求繩子能承受的最大拉力；（3）設(shè)提升高度為h，知道提升的最大物重，求出有用功和額外功，利用η= = 求滑輪組的機(jī)械效率．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解滑輪組繩子拉力的計(jì)算(1、根據(jù)題意確定重物和動(dòng)滑輪的重力由幾段繩承擔(dān)，用n 表示．2、確定重物的上升距離，和拉力F 的繩端的移動(dòng)距離；重物的上升距離為:h則拉力F 的繩端的移動(dòng)距離就是：nh；3、看是否計(jì)動(dòng)滑輪的重力．（繩重與摩擦一般情況都不計(jì)）當(dāng)不計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)G物 ；當(dāng)計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)（G物 + G輪）)，還要掌握功的計(jì)算(功的計(jì)算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m)的相關(guān)知識(shí)才是答題的關(guān)鍵．