Question

如图所示装置图，不计绳重及摩擦．工人将重为800N的重物提至高处，人对绳的拉力F为500N，货物在1min内匀速上升了6m．
（1）请在图上画出绳子的绕法；
（2）拉力的功率
（3）求滑轮组的机械效率；
（4）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功．

Answer 1

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）由图可知，n=2，则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；
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
（4）挂800N重物时，绳重及摩擦不计，
∵，F=（G_动+G），
∴G_动=2F-G=2×500N-800N=200N；
挂600N重物时，拉力：
F′=（G_动+G′）=（200N+600N）=400N；
s′=2h′=2×5m=10m，
拉力做的功：
W′=F′s′=400N×10m=4000J．
答：（2）拉力的功率为100W；
（3）滑轮组的机械效率为80%；
（4）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功为4000J．
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，因此可以根据最后绳子的位置确定绳子的绕法；
（2）已知拉力F的大小、承担货物绳子的条数已尽货物上升的距离，因此可以直接利用W=Fs求出拉力做的功，然后在根据P=求出拉力的功率；
（3）先利用W=Gh计算出有有功；再利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（4）绳重及摩擦不计，利用物重为800N时，F=（G_动+G）求出动滑轮重，再利用F′=（G_动+G′）求重物为600N时的拉力F′，最后利用功的公式求拉力做的功．
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，属于中档题．