Question

如圖所示滑輪組，物重G=400N，繩子自由端拉力F為120N，（不考慮繩重與摩擦），
求：（1）當(dāng)重物升高1m時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離．  
（2）此滑輪組的動(dòng)滑輪共有多重？
（3）此滑輪組的機(jī)械效率？（保留整數(shù)）        
（4）將物體浸沒(méi)入水中時(shí)自由端拉力F為100N，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率？

Answer 1

分析：（1）首先判斷出滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物重，根據(jù)s=nh計(jì)算出繩子自由端移動(dòng)的距離．
（2）掌握滑輪組的省力特點(diǎn)：滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物重，提起繩子的力就是物重的幾分之一．物重指動(dòng)滑輪和物體的總重．
（3）機(jī)械效率是有用功與總功之比．根據(jù)公式η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

計(jì)算出機(jī)械效率．
（4）首先根據(jù)滑輪組的省力特點(diǎn)計(jì)算出物體所受的拉力F_拉，F(xiàn)_拉=G-F_浮．然后根據(jù)公式η=

W有用

W總

=

F拉h

Fs

計(jì)算出機(jī)械效率，其中s=nh．

解答：解：（1）由圖知，此滑輪組由4段繩子承擔(dān)物重，所以s=4h=4×1m=4m．
（2）根據(jù)公式F=

1

4

（G_物+G_動(dòng)），G_動(dòng)=4F-G_物=4×120N-400N=80N
（3）η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

G×h

F×4h

=

G

4F

=

400N

4×120N

=83%
（4）F_拉=4F′-G_動(dòng)=4×100N-80N=320N
所以η=

W有用′

W總′

=

F拉h

F′s

=

320N×h

100N×4h

=80%
答：（1）當(dāng)重物升高1m時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離為4m；（2）此滑輪組的動(dòng)滑輪共80N；（3）此滑輪組的機(jī)械效率83%；（4）將物體浸沒(méi)入水中時(shí)自由端拉力F為100N，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，同時(shí)考查了滑輪組的省力特點(diǎn)．同時(shí)用到了公式F=G-F_浮，綜合性較強(qiáng)．判斷滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物重、掌握s與h之間的關(guān)系也是解決此題的關(guān)鍵．