Question

如圖一輛汽車陷入沼澤地中，小明想通過最省力的辦法把汽車拉出沼澤地，請幫小明纏上最恰當的繩子．如果汽車重20000牛，汽車與地面的最大摩擦力為10000牛，則小明所需的拉力是________．（不計繩子的摩擦和動滑輪的重力）

Answer 1

4000N
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）已知繩子的有效股數，由于不計繩子的摩擦和動滑輪的重力，根據F=f求出所需的拉力．
解答：（1）對由兩個動滑輪和兩個定滑輪組成的滑輪組，可繞線的方法有4股和5股兩種，兩種方法都達到了省力的目的，根據題意可知最省力時，繩子的股數為5股即從動滑輪開始進行纏繞，滑輪組繞線如圖所示：

（2）∵不計繩重、繩與輪之間的摩擦，
∴F=f=×20000N=4000N．
故答案為：滑輪組的纏繞方式如上圖所示；4000N．
點評：本題考查了滑輪組的設計與組裝以及滑輪組特點的應用，要注意在水平方向上使用滑輪組，克服的是物體與地面的摩擦力，可以將圖形逆時針旋轉90°幫助分析．