Question

如圖所示裝置圖，不計繩重及摩擦．工人將重為800N的重物提至高處，人對繩的拉力F為500N，貨物在1min內勻速上升了6m．
（1）請在圖上畫出繩子的繞法；
（2）拉力的功率
（3）求滑輪組的機械效率；
（4）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功．

Answer 1

【答案】分析：（1）滑輪組繩子的繞法：要求施力方向向下，也就是說最后繩子必須從定滑輪繞出來，因此可以根據最后繩子的位置確定繩子的繞法；
（2）已知拉力F的大小、承擔貨物繩子的條數已盡貨物上升的距離，因此可以直接利用W=Fs求出拉力做的功，然后在根據P=求出拉力的功率；
（3）先利用W=Gh計算出有有功；再利用效率公式求滑輪組的機械效率；
（4）繩重及摩擦不計，利用物重為800N時，F=（G_動+G）求出動滑輪重，再利用F′=（G_動+G′）求重物為600N時的拉力F′，最后利用功的公式求拉力做的功．
解答：解：（1）要求施力方向向下，從繩子末端開始，依次繞過定滑輪、動滑輪，這樣反復完成，繞法如圖所示：

（2）由圖可知，n=2，則s=2h=2×6m=12m，
 W=Fs=500N×12m=6000J，
拉力做功功率：
P===100W；
（3）W_有=Gh=800N×6m=4800J；
滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=80%．
（4）掛800N重物時，繩重及摩擦不計，
∵，F=（G_動+G），
∴G_動=2F-G=2×500N-800N=200N；
掛600N重物時，拉力：
F′=（G_動+G′）=（200N+600N）=400N；
s′=2h′=2×5m=10m，
拉力做的功：
W′=F′s′=400N×10m=4000J．
答：（2）拉力的功率為100W；
（3）滑輪組的機械效率為80%；
（4）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功為4000J．
點評：本題綜合考查了滑輪組的繞法、有用功、額外功、總功、機械效率的計算，涉及到滑輪組承擔物重繩子股數n的確定及利用，知識點多，屬于中檔題．