Question

【題目】小明用滑輪組提升一重為810N的摩托車(chē)，所用的拉力是180N，繩子自由端被拉下1m．若不計(jì)繩重和摩擦，試計(jì)算：

（1）請(qǐng)畫(huà)出滑輪組的裝置圖．

（2）小明所做的總功是多少焦？

（3）此滑輪組的機(jī)械效率是多少？

（4）若小明用該滑輪組提起另一輛重為630N的摩托車(chē)，則該滑輪組的機(jī)械效率為多少？

Answer 1

【答案】（1）

（2）180J（3）90%．（4）87.5%．

【解析】

試題分析：（1）滑輪組繩子的繞法，有兩種：

一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，繞過(guò)下面的動(dòng)滑輪，再繞過(guò)上面的定滑輪；

二是繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，繞過(guò)定滑輪，然后再繞過(guò)動(dòng)滑輪．已知拉力和繩子移動(dòng)距離，可求總功，知道重力和繩子段數(shù)可求有用功，從而算出機(jī)械效率．

（2）已知拉力和繩子移動(dòng)距離，可求總功，

（3）知道重力和繩子段數(shù)可求有用功，從而算出機(jī)械效率．

（4）根據(jù)根據(jù)F=（G+G動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力，然后根據(jù)F=（G+G動(dòng)）求出若小明用該滑輪組提起另一輛重為630N的摩托車(chē)時(shí)的拉力，利用ηmax====計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率．

解：（1）根據(jù)F=G可得，n===4.5，則滑輪組應(yīng)該有5段繩子承擔(dān)物重，即從動(dòng)滑輪開(kāi)始纏繞，如圖所示：

（2）小明所做的總功：

W總=Fs=180N×1m=180J

（3）摩托車(chē)上升的高度：

h===0.2m，

W有用=Gh=810N×0.2m=162J，

此滑輪組的機(jī)械效率是η=×100%=×100%=90%．

（4）根據(jù)F=（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：

G動(dòng)=5F﹣G=5×180N﹣810N=90N，

若小明用該滑輪組提起另一輛重為630N的摩托車(chē)，則拉力：

F′=（G′+G動(dòng)）=×（630N+90N）=144N，

ηmax======87.5%．

答：此滑輪組的機(jī)械效率是90%．