Question

在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，利用一滑輪組勻速提升物體．下表是在利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時(shí)采集到的信息．

物體所受重力 G/N	作用在繩子自由端的拉力 F/N	滑輪組做的有用功 W有用/J	拉力做的總功 W總/J
500	200	1000	1200

（1）通過(guò)計(jì)算確定該滑輪組提起物體的繩子段數(shù)，并在虛線框中畫出該滑輪組的組裝示意圖．（用最少的滑輪）
（2）用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m時(shí)，拉力做的總功為多少？機(jī)械效率為多少？（要求：寫出依據(jù)的主要公式或變形公式，有數(shù)據(jù)代入，答案中有數(shù)值和單位）

Answer 1

分析：滑輪組在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，只有克服動(dòng)滑輪的重力而產(chǎn)生的額外功，動(dòng)滑輪由幾股繩子承擔(dān)，拉力就是物體重力和動(dòng)滑輪總重的幾分之一，結(jié)合機(jī)械效率的公式來(lái)求解．

解答：解：（1）利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時(shí)采集到的信息可知：
∵η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

= 

G

Fn

∴n=

G?W總

F?W有

=

500N×1200J

200N×1000J

=3
即繩子的股數(shù)為三股．有三股繞線的滑輪組最少是由一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成的．
具體圖形如下：

（2）利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時(shí)采集到的信息可知：在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，
使用該滑輪組，有三股繞線，則：
F=

G物+G動(dòng)

n

．
∴G_動(dòng)=nF-G_物=3×200N-500N=100N．
當(dāng)用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m時(shí)．
s=nh=3×1m=3m．
拉力F′=

G′物+G動(dòng)

n

=

800N+100N

3

=300N．
做的總功W_總=F′?s=300N×3m=900J．
有用功W_有=G′_物?h=800N×1m=800J．
機(jī)械效率η=

W有

W總

=

800J

900J

×100%=88.9%
答：用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m時(shí)，拉力做的總功為900J，機(jī)械效率為88.9%．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查滑輪組在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，只有克服動(dòng)滑輪的重力而產(chǎn)生的額外功，對(duì)機(jī)械效率的公式會(huì)變形應(yīng)用，代入數(shù)據(jù)和答案必須有數(shù)值和單位．