Question

【题目】如图所示装置，绳重及摩擦不计．装卸工人站在地面将重为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）绳子的绕法见解答图；

（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）滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%=×100%=80%；

（3）由图可知，n=2，

挂800N重物时，绳重及摩擦不计，

因为F1=（G物+G动），

所以G动=2F1﹣G物=2×500N﹣800N=200N，

挂600N重物时，拉力：

F2=（+G动）=（600N+200N）=400N，

s=2h=2×5m=10m，

拉力做功：

W=Fs=400N×10m=4000J．

答：（1）绳子的绕法见解答图；

（2）滑轮组的机械效率80%；

（3）拉力做的功为4000J．