Question

一輛汽車不慎陷入泥里，司機(jī)準(zhǔn)備用如圖所示的滑輪以最省力的方式組裝成滑輪組，以便將汽車從泥地中拉出來．
（1）在圖中畫出滑輪組最省力繩子的繞法．
（2）如果汽車在勻速移動(dòng)的過程中受到的平均阻力為1200N，不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重和摩擦，則司機(jī)拉繩子的力是多大？（應(yīng)寫出理由或公式）
（3）司機(jī)拉繩時(shí)用30s的時(shí)間使汽車前進(jìn)2m，求司機(jī)拉繩時(shí)的速度．

Answer 1

解：（1）由圖示可知，有一個(gè)定滑輪，一個(gè)動(dòng)滑輪，滑輪組最大承重繩子的有關(guān)股數(shù)n=3，滑輪組繞法如圖所示；
（2）由圖示可在，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3，則拉力F===400N；
（3）繩子自由端移動(dòng)的距離s=ns_汽車=3×2m=6m，
司機(jī)拉繩子的速度v===0.2m/s；
答：（1）滑輪組繞法如圖所示；
（2）司機(jī)拉繩子的力是40N；
（3）司機(jī)拉繩時(shí)的速度是0.2m/s．
分析：（1）要想使滑輪組最省力，那么就要使滑輪組承擔(dān)汽車?yán)�力的繩子的段數(shù)最多．再根據(jù)滑輪組的省力情況由連接動(dòng)滑輪的繩子的段數(shù)決定，最終確定繞繩的方法．
（2）確定滑輪組承重繩子的有效股數(shù)，然后由滑輪組公式求出拉力大�。�
（3）求出繩子自由端移動(dòng)的距離，然后由速度公式求出拉繩子的速度．
點(diǎn)評(píng)：定滑輪能改變力的方向但不省力；動(dòng)滑輪的特點(diǎn)省一半的力但不能改變力的方向．使用滑輪組沿水平方向拉物體時(shí)，若物體移動(dòng)s，承擔(dān)汽車與水平面間的摩擦力的繩的股數(shù)是n股，則繩自由端移動(dòng)的距離s′=ns，動(dòng)力作用的繩端移動(dòng)的速度是物體移動(dòng)速度的n倍．