Question

小明的爸爸利用圖甲所示的滑輪組，將重為600N的物體從地面提升到12m高處．拉力的功率為75W，繩子自由端勻速移動的速度為0.3m/s（忽略摩擦及繩重）．求：
（1）所用時間和拉力大小．
（2）滑輪組的機械效率．
（3）小明設想用另一種方法（如圖乙所示），將同樣的物體勻速提升到相同高度．兩種方法相比，小明的方法有什么特點 （答出一點即可）．

Answer 1

分析：（1）根據纏繞在動滑輪繩子的段數，求出繩子自由端移動的距離，再利用速度公式變形即可求出所用時間；再根據拉力的功率為75W，繩子自由端勻速移動的速度為0.3m/s，利用P=Fv變形即可求出所用拉力大小．
（2）根據纏繞在動滑輪上繩子段數為n=3，則繩子自由端移動的距離為s=3h，W_有用=Gh．
W_總=Fs=F?3h，將G=600N，F=250N代入η=

W有用

W總

×100%即可求出滑輪組的機械效率．
（3）根據將同樣的物體勻速提升到相同高度，從改變力的方向和方便快捷的角度去分析此題．

解答：解：（1）繩子段數為n=3，則繩子自由端移動的距離為3×12m=36m，
所用時間t=

s

v

=

36m

0.3m/s

=120s，
拉力的大小F=

P

v

=

75w

0.3m/s

=250N，
答：（1）所用時間為120s，拉力大小為250N．
（2）纏繞在動滑輪上繩子段數為n=3，
機械效率η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

=

G

nF

=

600N

3×250N

×100%=80%；
答：滑輪組的機械效率為80%．
（3）小明利用了定滑輪改變了力的方向，在地面上提升物體更方便．

點評：此題涉及到滑輪組繩子拉力的計算和滑輪組的機械效率，難度不大，明確纏繞在動滑輪繩子的段數是解答此題的關鍵．