Question

小明用如圖所示的滑輪組勻速提起重18N的物體，不計摩擦和繩重，計算下列問題：
（1）將物體提升2m，則繩子自由端被拉下多少米？
（2）如果不計動滑輪的重力，作用在繩子自由端的拉力為多大？
（3）如果考慮動滑輪的重力，作用在繩子自由端的拉力是10N，則動滑輪的重力是多大？
（4）當動滑輪的重力超過多少時，使用這個滑輪組提起該物體不再省力？

Answer 1

解：（1）因為串繞在動滑輪上的繩子有3段，所以s=3h=3×2m=6m；
（2）如果不計動滑輪的重力，作用在繩子自由端的拉力為F===6N；
（3）由3F=G_物+G_動，得G_動=3F-G_物=3×10N-18N=12N；
（4）G_動=12N×3=36N．
答：（1）將物體提升2m，則繩子自由端被拉下6米；
（2）如果不計動滑輪的重力，作用在繩子自由端的拉力為6N；
（3）如果考慮動滑輪的重力，作用在繩子自由端的拉力是10N，則動滑輪的重力是12N；
（4）當動滑輪的重力超過36N時，使用這個滑輪組提起該物體不再省力．
分析：（1）根據串繞在動滑輪上的繩子的段數為3段，重物上升高度為h，則繩子自由端移動的距離為3h；
（2）串繞在動滑輪上的繩子有幾段，在不計動滑輪的重力的情況下，拉力就是物體重力的幾分之一；
（3）根據串繞在動滑輪上的繩子有3段，如果考慮動滑輪的重力，則拉力就是重物與動滑輪總重的，由3F=G_物+G_動，即可求出動滑輪的重力；
（4）由（3）可知動滑輪的重力為12N，由圖中可知利用該滑輪組可以省的力，如動滑輪的重力超過36N時，使用這個滑輪組提起該物體不再省力．
點評：此題涉及到的知識點較多，綜合性較強，有一定的拔高難度．解答時注意在數滑輪組有幾根繩子承重時，只需數出和動滑輪直接接觸的繩子的段數．