Question

小明做“測滑輪組機械效率”實驗時，用如圖所示的滑輪，組裝成滑輪組，請在圖中畫出使用該滑輪組時最省力的繞法．用此滑輪組將重為3.6N的物體以0.15m/s的速度勻速提起時，滑輪組的機械效率為75%．（忽略摩擦及繩重）求：
（1）對繩子的拉力F的大��；
（2）拉力的功率；
（3）若用此滑輪組將4N的重物提高0.1m時，求拉力需要做的功．

Answer 1

分析：根據滑輪組的設計與組裝進行分析，即將繩子的一端固定在定滑輪上，然后將繩子繞在滑輪組上；
（1）根據機械效率的變形公式η=

G

4F

即可求出；
（2）根據功率的變形公式P=FV即可求出拉力的功率；
（3）先求出動滑輪的重力，然后根據F=

1

4

(G物+G動)求出拉力的大小，再利用W=Fs即可求出拉力做的功．

解答：解：正確繩子的繞法如圖所示

已知：G=3.6N，n=4，η=75%，F=1.2N，V=4×0.15

m

s

，G′=4N，h=0.1m
求：F，P，
（1）由η=

G

4F

可得F=

G

4η

=

3.6N

4×75%

=1.2N
（2）P=

W

t

=FV=1.2N×(4×0.15m/s)=0.72W
（3）G_動=4F-G=4×1.2N-3.6N=1.2N
F′=

1

4

×(1.2N+4N)=1.3N，
W′=F′s=1.3N×4×0.1m=0.52J
答：對繩子的拉力為1.2N，拉力的功率為0.72W，拉力需要做0.52J的功．

點評：會組裝滑輪組，會計算拉力的大小，會熟練應用功率和功的計算公式進行計算．