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小明用如图所示的滑轮组匀速提起重18N的物体,不计摩擦和绳重,计算下列问题:
(1)将物体提升2m,则绳子自由端被拉下多少米?
(2)如果不计动滑轮的重力,作用在绳子自由端的拉力为多大?
(3)如果考虑动滑轮的重力,作用在绳子自由端的拉力是10N,则动滑轮的重力是多大?
(4)当动滑轮的重力超过多少时,使用这个滑轮组提起该物体不再省力?
分析:(1)根据串绕在动滑轮上的绳子的段数为3段,重物上升高度为h,则绳子自由端移动的距离为3h;
(2)串绕在动滑轮上的绳子有几段,在不计动滑轮的重力的情况下,拉力就是物体重力的几分之一;
(3)根据串绕在动滑轮上的绳子有3段,如果考虑动滑轮的重力,则拉力就是重物与动滑轮总重的
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,由3F=G+G,即可求出动滑轮的重力;
(4)由(3)可知动滑轮的重力为12N,由图中可知利用该滑轮组可以省
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的力,如动滑轮的重力超过36N时,使用这个滑轮组提起该物体不再省力.
解答:解:(1)因为串绕在动滑轮上的绳子有3段,所以s=3h=3×2m=6m;
(2)如果不计动滑轮的重力,作用在绳子自由端的拉力为F=
G
3
=
18N
3
=6N;
(3)由3F=G+G,得G=3F-G=3×10N-18N=12N;
(4)G=12N×3=36N.
答:(1)将物体提升2m,则绳子自由端被拉下6米;
(2)如果不计动滑轮的重力,作用在绳子自由端的拉力为6N;
(3)如果考虑动滑轮的重力,作用在绳子自由端的拉力是10N,则动滑轮的重力是12N;
(4)当动滑轮的重力超过36N时,使用这个滑轮组提起该物体不再省力.
点评:此题涉及到的知识点较多,综合性较强,有一定的拔高难度.解答时注意在数滑轮组有几根绳子承重时,只需数出和动滑轮直接接触的绳子的段数.
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