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某人站在地面上,用滑轮组匀速提升重2040N的货物,若不计绳重、绳与轮、轮与轴的摩擦,机械效率为85%.若绳所能承受的最大拉力为560N,问:
(1)该滑轮组应由几个动滑轮和几个定滑轮组成?
(2)该人实际拉绳的力多大?
(3)人的质量为55kg,该人用此滑轮组匀速提升的最大货重是多少?(g=10N/kg)
【答案】分析:(1)知道使用滑轮组绳子的最大拉力、物重和机械效率的大小,利用η==== 求出n的大小,即承担物重的绳子股数,然后根据“奇动偶定”确定滑轮组的绕线方法,进一步得出需要滑轮的个数.
(2)根据由η=得到的F=计算出人实际拉力的大小.
(3)因为不计绳重、绳与轮、轮与轴的摩擦,所以先根据前面的机械效率为85%时,求出动滑轮的重力,由人的质量为55kg求出人能施加的最大拉力,再根据F=即可求出重物的重力.
解答:解:(1)∵η====
∴n===5;
∴应该有5股绳子承物重,
∵一个动滑轮最多只能有3段绳子承重,
∴至少需要两个动滑轮,两个定滑轮,
∵n=5,某人站在地面上,则必须增加一个定滑轮用于改变拉力的方向,竖直向下拉,
∴共需要三个定滑轮、两个动滑轮.
答:共需要三个定滑轮、两个动滑轮.
(2))由η=得:
F===480N.
答:该人实际拉绳的力为480N.
(3)因不计绳重、绳与轮、轮与轴的摩擦,则由上述条件可知:
F=
∴G=nF-G=5×480N-2040N=360N;
∵人的质量为55kg,则该人使用的最大拉力为:
F′=G=mg=55kg×10N/kg=550N,
∴由F′=得:
G最大=nF′-G=5×550N-360N=2390N
答:用此滑轮组匀速提升的最大货重是2390N.
点评:本题先确定承担物重的绳子股数(直接与动滑轮连接的绳子的股数),注意因是根据绳子的最大承受拉力,所以股数应采取进一法,然后根据拉力的方向判断定滑轮的个数.
本题的解题关键还有:①s=2h;②只有动滑轮的重力产生额外功.
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10、某人站在地面上,用如图所示的滑轮组竖直向下拉重物使重物匀速上升,不计动滑轮重及摩擦,物重G=1000N,人重G=600N,则人对绳的拉力是
500N
,此时人对地面的压力是
100N

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