Question

如图所示装置图，绳重及摩擦不计．装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F₁为500N，货物在1min内匀速上升了5m．

（1）请在图上画出绳子的绕法；

（2）求滑轮组的机械效率；

（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功．

 

Answer 1

【答案】

（1）绳子的绕法如图所示；

（2）滑轮组的机械效率80%；

（3）拉力做的功为4000J．

【解析】

试题分析：（1）滑轮组绳子的绕法：要求施力方向向下，也就是说最后绳子必须从定滑轮绕出来，从而再往回画，绕过上面定滑轮，再绕过下面的动滑轮，这样反复完成；

（2）利用滑轮组做功时，对物体所做的功为有用功，计算公式为W=Gh；动力（手的拉力）做的功为总功，计算公式为W=FS．而根据拉重物的绳子有几段，s就是h的几倍；

（3）机械效率是有用功占总功的比率，而总功是由有用功（对重物做的功）和额外功（机械损耗带来的）组成．本题绳重及摩擦不计，额外功就是提升动滑轮所做的功，从上面（重物为500N时拉力为F₁）求出动滑轮重，再求出重物为600N时的拉力F₂，根据滑轮组的结构求出s的大小，利用功的公式求拉力做的功．

解：（1）要求施力方向向下，从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、动滑轮，这样反复完成，绕法如图所示；

（2）η=×100%=×100%=×100%=80%；

（3）挂500N重物时，绳重及摩擦不计，

∵，

∴G_动=2F₁﹣G_物=2×500N﹣800N=200N

挂600N重物时，拉力：

，

s=2h=2×5m=10m

拉力做功：

W=Fs=400N×10m=4000J．

答：（1）绳子的绕法如图所示；

（2）滑轮组的机械效率80%；

（3）拉力做的功为4000J．

考点：滑轮组的设计与组装；功的计算；滑轮（组）的机械效率．

点评：本题综合考查了滑轮组的绕法、有用功、额外功、总功、机械效率的计算，涉及到滑轮组承担物重绳子股数n的确定及利用，知识点多，属于难题．