Question

某人想用图的装置在半分钟内把物体提高5m，用来串绕滑轮组的绳子最多能承受300N的拉力．
（l）在图上画出既省力又方便的绳子统法．
（2）如在提升物体时滑轮组的机械效率是80%，一次最多能提升多重的货物？这时人的功率是多大？．

Answer 1

分析：（1）滑轮组绳子的绕法有两种：
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上，依次反复绕，这种绕法有偶数段绳子承担物重；
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后再绕过上面的定滑轮再向下，依次反复绕，这种绕法有奇数段绳子承担物重．
（2）结合滑轮组的特点分析，绳端移动的距离与物体升高的高度关系，再利用公式η=

G

Fn

和P=

W总

t

计算．

解答：解：（1）在不计滑轮自重及摩擦的情况下，动滑轮由几股绳子承担，绳子上的力就是滑轮组提升物重的几分之一．由此可知绳子股数越多越省力，根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多，对有一个动滑轮的滑轮组，三股绕线最省力，但拉力方向向上不方便，图中滑轮组增加一个定滑轮达到了改变拉力的方向，可以使拉力方向向下，使用方便，具体图形如下：


（2）由上可知该滑轮组的动滑轮有三股绳子承担，
∵滑轮组的绳子最多能承受的拉力F=300N．
∴由机械效率的公式η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

得：
G=nFη=3×300N×80%=720N．
∵在半分钟内把物体提高5m，则：h=5m，t=0.5min=30s．
∴s=nh=3×5m=15m．
  P=

W总

t

=

Fs

t

=

300N×15m

30s

=150W．
答：（2）如在提升物体时滑轮组的机械效率是80%，一次最多能提升720N重的货物．这时人的功率是150W．

点评：此题主要考查滑轮组承担物重绳子股数，滑轮组的绕线方法不同，拉力的方向不同，达到省力程度也不同，绳子股数越多越省力．