Question

某人想用圖的裝置在半分鐘內(nèi)把物體提高5m，用來(lái)串繞滑輪組的繩子最多能承受300N的拉力．
（l）在圖上畫(huà)出既省力又方便的繩子統(tǒng)法．
（2）如在提升物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是80%，一次最多能提升多重的貨物？這時(shí)人的功率是多大？．

Answer 1

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(guò)下面的動(dòng)滑輪再向上繞到定滑輪上，依次反復(fù)繞，這種繞法有偶數(shù)段繩子承擔(dān)物重；
二是繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，然后再繞過(guò)上面的定滑輪再向下，依次反復(fù)繞，這種繞法有奇數(shù)段繩子承擔(dān)物重．
（2）結(jié)合滑輪組的特點(diǎn)分析，繩端移動(dòng)的距離與物體升高的高度關(guān)系，再利用公式η=

G

Fn

和P=

W總

t

計(jì)算．

解答：解：（1）在不計(jì)滑輪自重及摩擦的情況下，動(dòng)滑輪由幾股繩子承擔(dān)，繩子上的力就是滑輪組提升物重的幾分之一．由此可知繩子股數(shù)越多越省力，根據(jù)題意滑輪組最省力的繞法是繩子股數(shù)最多，對(duì)有一個(gè)動(dòng)滑輪的滑輪組，三股繞線最省力，但拉力方向向上不方便，圖中滑輪組增加一個(gè)定滑輪達(dá)到了改變拉力的方向，可以使拉力方向向下，使用方便，具體圖形如下：


（2）由上可知該滑輪組的動(dòng)滑輪有三股繩子承擔(dān)，
∵滑輪組的繩子最多能承受的拉力F=300N．
∴由機(jī)械效率的公式η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

得：
G=nFη=3×300N×80%=720N．
∵在半分鐘內(nèi)把物體提高5m，則：h=5m，t=0.5min=30s．
∴s=nh=3×5m=15m．
  P=

W總

t

=

Fs

t

=

300N×15m

30s

=150W．
答：（2）如在提升物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是80%，一次最多能提升720N重的貨物．這時(shí)人的功率是150W．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查滑輪組承擔(dān)物重繩子股數(shù)，滑輪組的繞線方法不同，拉力的方向不同，達(dá)到省力程度也不同，繩子股數(shù)越多越省力．