Question

某人想用圖的裝置在半分鐘內把物體提高5m，用來串繞滑輪組的繩子最多能承受300N的拉力．
（l）在圖上畫出既省力又方便的繩子統法．
（2）如在提升物體時滑輪組的機械效率是80%，一次最多能提升多重的貨物？這時人的功率是多大？．

Answer 1

解：（1）在不計滑輪自重及摩擦的情況下，動滑輪由幾股繩子承擔，繩子上的力就是滑輪組提升物重的幾分之一．由此可知繩子股數越多越省力，根據題意滑輪組最省力的繞法是繩子股數最多，對有一個動滑輪的滑輪組，三股繞線最省力，但拉力方向向上不方便，圖中滑輪組增加一個定滑輪達到了改變拉力的方向，可以使拉力方向向下，使用方便，具體圖形如下：


（2）由上可知該滑輪組的動滑輪有三股繩子承擔，
∵滑輪組的繩子最多能承受的拉力F=300N．
∴由機械效率的公式η===得：
G=nFη=3×300N×80%=720N．
∵在半分鐘內把物體提高5m，則：h=5m，t=0.5min=30s．
∴s=nh=3×5m=15m．
P====150W．
答：（2）如在提升物體時滑輪組的機械效率是80%，一次最多能提升720N重的貨物．這時人的功率是150W．
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，然后再繞過下面的動滑輪再向上繞到定滑輪上，依次反復繞，這種繞法有偶數段繩子承擔物重；
二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，然后再繞過上面的定滑輪再向下，依次反復繞，這種繞法有奇數段繩子承擔物重．
（2）結合滑輪組的特點分析，繩端移動的距離與物體升高的高度關系，再利用公式η=和計算．
點評：此題主要考查滑輪組承擔物重繩子股數，滑輪組的繞線方法不同，拉力的方向不同，達到省力程度也不同，繩子股數越多越省力．