Question

4．如图所示，小丽用三个均重10N的滑轮组成的滑轮组以1m/s匀速起吊重470N的物体，物体上升5m，不计绳的重力及一切摩擦．绳的拉力F=125N；滑轮组的机械效率为94%．

Answer 1

分析 先对装置中每个动滑轮进行受力分析，然后根据二力平衡条件求出作用在绳子上的力，进一步求出F的大小；根据作用在动滑轮省力费距离的特点求出自由端移动的距离，最后根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出装置的机械效率．

解答 解：受力分析如下：

根据图1和二力平衡条件可得：2F′=G+G_动----①
因为定滑轮不省力，所以根据图2和二力平衡条件可得：2F=F′+G_动----②
联立①②可，2F=$\frac{G+{G}_{动}}{2}$+G_动=$\frac{470N+10N}{2}$+10N=250N，
则F=$\frac{1}{2}$×250N=125N；
根据图1可知，因为动滑轮省一半力，所以当物体上升5m时，右端F′处移动2×5m=10m；
根据图2可知，因为动滑轮省一半力，所以F处移动的距离：s=2×10m=20m；
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{470N×5m}{125N×20m}$×100%=94%．
故答案为：125；94%．

点评 本题考查二力平衡条件的应用、拉力以及机械效率的计算，关键会对动滑轮进行正确受力分析，同时能利用s=nh求出自由端移动的距离．