Question

如圖，動滑輪重20N，物體重80N，不計繩重和摩擦：
（1）請你在圖中畫出一種繞繩方法．
（2）根據你的繞繩方法，用滑輪組將物體勻速提升1m時，求作用在繩子上的拉力、有用功和滑輪組的機械效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）本題不要求繩子的段數和拉力的方向，因此有兩種不同的繞法；
（2）①不計繩重和摩擦，滑輪組的省力公式為F=；
②有用功等于克服物體重力做的功，即W_有用=G_物h；
③總功等于繩子拉力做的功，即W_總=FS；
④機械效率等于有用功和總功的比值，即η=×100%．
解答：解：本題由于沒規定繩子段數和動力方向，因此有兩種不同的思路：
思路一：重物和動滑輪有兩段繩子承擔
（1）繞繩方法如下圖：

（2）①根據省力公式，F===50N；
②W_有=G_物h=80N×1m=80J，W_總=FS=50N×2×1m=100J，
③滑輪組的機械效率
η=×100%=×100%=80%．
思路二：重物和動滑輪有三段繩子承擔
（1）繞繩方法如下圖：

（2）①根據省力公式，F===33.3N；
②W_有=G_物h=80N×1m=80J，W_總=FS=33.3N×3×1m=99.9J≈100J，
③滑輪組的機械效率
η=×100%=×100%=80%．
點評：（1）繩子的繞線決定滑輪組的使用效果，有幾段繩子承擔動滑輪和物體的重，拉力就是重力的幾分之一，拉力移動的距離就是物體移動距離的幾倍；
（2）由此題也可以得出，滑輪組的機械效率與被提升物體的重力、動滑輪重力、繩子重力和摩擦等有關，與繩子的繞法和段數無關．