Question

近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭．汽车出现故障后，需要进行维修．小明家的汽车发动机在维修时，工人师傅要用一个滑轮组（如图）把车里的发动机提起来．已知发动机质量为120kg，工人拉力为400N，在10s内发动机被提起了1m．不计绳重和摩擦
求：（g=10N/kg）
（1）动滑轮总重是多少？
（2）此时滑轮组的机械效率是多少？
（3）若滑轮组的绳子能承受的最大拉力为1000N，则该滑轮组的最大机械效率是多大？

Answer 1

分析：分析滑轮组的结构，物重由4股绳子承担，n=4，则s=4h．
（1）根据G=mg求出发动机的重力，根据F=

1

4

（G+G_动）求出动滑轮总重；
（2）利用效率公式η=

W有用

W总

=

Gh

F4h

=

G

4F

求滑轮组的机械效率；
（3）根据F=

1

4

（G+G_动）求出最大物重，根据η=

W有用

W总

=

Gh

F4h

=

G

4F

求滑轮组的最大机械效率．

解答：已知：发动机质量m=120kg，拉力F=400N，时间t=10s，高度h=1m，最大拉力F大=1000N，g=10N/kg
求：（1）动滑轮总重G_动=？；（2）滑轮组的机械效率η=？；（3）滑轮组的最大机械效率η_大=？
解：（1）发动机重：
G=mg=120kg×10N/kg=1200N，
∵F=

1

4

（G+G_动）
∴动滑轮总重G_动=4F-G=4×400N-1200N=400N；
（2）滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

Gh

F4h

×100%=

G

4F

×100%=

1200N

4×400N

×100%=75%；
（3）∵F=

1

4

（G+G_动）
∴最大物重G_大=4F_大-G_动=4×1000N-400N=3600N，
滑轮组的最大机械效率η_大=

W有用

W总

×100%=

G大h

F大4h

×100%=

G大

4F大

×100%=

3600N

4×1000N

×100%=90%．
答：（1）动滑轮总重是400N；
（2）此时滑轮组的机械效率是75%；
（3）该滑轮组的最大机械效率是90%．

点评：此题主要考查的是学生对重力、滑轮组省力情况、机械效率计算公式的理解和掌握，有一定难度．