Question

程躍要提起重700N的物體，于是，他找來了一些滑輪和繩子，想利用滑輪組提起這個重物．但是繩子能承受的最大拉力只有300N．程躍想站在地上向下拉繩，請幫他在圖“a”、“b”或“c”中選出最合適的滑輪組來提起重物．并在所選的圖中畫出正確的繞繩方法．如果不計繩重和摩擦，程躍用實際拉力250N將物體在5s內勻速提起了2m，求：
（1）程躍做功的功率．
（2）所選滑輪組能達到的最大機械效率．

Answer 1

分析：要解決此題，首先要判斷出要由幾段繩子承擔物重，然后根據滑輪組的特點選擇合適的滑輪組．
（1）程躍做功的功率是指總功功率．首先清楚總功的求法，W_總=Fs．
（2）要解決此問，需要根據滑輪組的省力特點計算出動滑輪的重力．在整個過程中，動滑輪的重力不變．要搞清同一滑輪組的機械效率與提起的物重有關，物體越重，滑輪組的機械效率越高．

解答：解：根據題意，承擔物重的繩子段數應為：n=

G

F

=

700N

300N

≈ 2.3
所以此滑輪組至少由3段繩子承擔物重，而拉力需向下，故選C．
如圖．

（1）因為滑輪組由3段繩子承擔物重，所以s=nh=3×2m=6m
W=Fs=250N×6m=1500J
P=

W

t

=

1500J

5s

=300W
答：程躍做功的功率是300W．
（2）根據滑輪組的省力特點，F=

G+G動

n

，
則G_動=nF-G=3×250N-700N=50N
所以所提起的物重最答為：G'=nF'-G_動=3×300N-50N=850N
η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

=

850N

3×300N

≈94.4%
答：此滑輪組所能達到的最大機械效率是94.4%．

點評：此題主要考查了滑輪組的組裝，以及總功、功率及機械效率的求法，并且用到了滑輪組的省力特點，是一道很好的題目．