Question

小明家最近購(gòu)置了一套新房，為了幫助爸爸將重600N的裝修材料運(yùn)送到6m高的樓上，小明利用物理課上學(xué)過的滑輪組，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的材料搬運(yùn)方案(其中每個(gè)滑輪重30N，繩子足夠長(zhǎng)，所能承受的最大拉力為250N，不計(jì)繩重及摩擦)．

(1)計(jì)算說明繩子的拉力是否超過繩子的最大承受力?

(2)小明爸爸觀察了該裝置后，他想如果將該裝置的滑輪位置顛倒(圖20乙)是否會(huì)更省力一些，請(qǐng)你按照小明爸爸的想法，用筆畫線在乙圖繞上繩子并說明小明爸爸的想法是否正確．

(3)求兩種方案的機(jī)械效率之比?

(4)綜合分析評(píng)估兩個(gè)方案，你認(rèn)為哪個(gè)方案更好一些?說明理由．

 

Answer 1

【答案】

（1）沒有超過繩的最大拉力（2）爸爸的想法正確（3）22／21（4）小明方案好

【解析】 根據(jù)物體的重力和動(dòng)滑輪的重計(jì)算出拉力的大小，和繩子所能承受的最大拉力為250N比較，可知沒有超過繩的最大拉力。小明爸爸觀察了該裝置后，改用4段繩子來承擔(dān)物重，計(jì)算出拉力的大小是165N。所以爸爸的想法正確.通過分析小明的方案η比較高；爸爸的方案更省力；但是小明的方案比較安全、方便；綜合三個(gè)因素分析，小明方案好.        

（1）F甲 ＝（G 物 ＋ G動(dòng)）／n＝(600＋30) ／3＝210N            (1分)

   ∵210N ＜ 250N

∴沒有超過繩的最大拉力                       (1分)

（2）圖略   F乙＝（G 物 ＋ 2G動(dòng)）／n＝(600＋60) ／4＝165N      (1分)

爸爸的想法正確.                                    (1分)

（3）由η＝W有／W總＝Gh／FS＝G 物／(G 物 ＋ G動(dòng))

有η1／η2＝G 物／(G 物 ＋ G動(dòng))×（G 物 ＋ 2G動(dòng)）／G 物＝22／21    (1分)

（4）小明的方案η比較高；爸爸的方案更省力；但是小明的方案比較安全、方便；綜合三個(gè)因素分析，小明方案好.                                    (1分