Question

用如图所示装置，完成下列问题（不考虑绳重及摩擦）．
（1）要求滑轮组由4股绳子承担重物，请用笔画线代替绳子将滑轮组绕好；
（2）使用第（1）问绕好的滑轮组提升重物，当物重为50N时，绳端需用20N的拉力才能使物体匀速上升，求此时滑轮组的机械效率；
（3）若要使这个滑轮组省力，则提起的重物应该超过多重？

Answer 1

解：（1）滑轮组由4股绳子承担重物，从定滑轮上开始缠绕；如图所示：

（2）设物体上升高度h，W_有=Gh
W_总=FS，S=4h
η=
η===62.5%
（3）由平衡力知识知：4F=G_物+G_动
G_动=4F-G_物=4×20N-50N=30N
若要省力，满足的条件是：F_拉＜G_物
而F_拉==
即 ＜G_物
G_物＞==10N
∴重物应该超过10N．
答：（2）滑轮组的机械效率为62.5%；（3）若要使这个滑轮组省力，则提起的重物应该超过10N．
分析：（1）动滑轮上有4段绳子，拉力的方向向上，绳子从定滑轮上开始缠绕；
（2）已知承担物重的绳子股数，从而得出绳子自由端移动的距离与重物升高的高度的关系；又知道拉力和物重大小，利用效率公式求滑轮组的机械效率；
（3）拉力是物重与动滑轮重力之和的四分之一，若要省力，拉力必须小于物重．
点评：本题考查了滑轮组的组装、机械效率的计算、滑轮组中绳子自由端拉力与物重的关系；特别注意滑轮组中影响机械效率的因素之一动滑轮的重力．