Question

小明家最近購(gòu)置了一套新房，為了幫助爸爸將重600N的裝修材料運(yùn)送到6m高的樓上，小明利用物理課上學(xué)過(guò)的滑輪組，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的材料搬運(yùn)方案(其中每個(gè)滑輪重30N，繩子足夠長(zhǎng)，所能承受的最大拉力為250N，不計(jì)繩重及摩擦)．

(1)計(jì)算說(shuō)明繩子的拉力是否超過(guò)繩子的最大承受力?

(2)小明爸爸觀察了該裝置后，他想如果將該裝置的滑輪位置顛倒(圖20乙)是否會(huì)更省力一些，請(qǐng)你按照小明爸爸的想法，用筆畫線在乙圖繞上繩子并說(shuō)明小明爸爸的想法是否正確．

(3)求兩種方案的機(jī)械效率之比?

(4)綜合分析評(píng)估兩個(gè)方案，你認(rèn)為哪個(gè)方案更好一些?說(shuō)明理由．

Answer 1

（1）F_甲 ＝（G _物 ＋ G_動(dòng)）／n＝(600＋30) ／3＝210N

∵210N ＜ 250N,∴沒(méi)有超過(guò)繩的最大拉力

（2）圖略 F_乙＝（G _物 ＋ 2G_動(dòng)）／n＝(600＋60) ／4＝165N

爸爸的想法正確.

（3）由η＝W_有／W_總＝Gh／FS＝G _物／(G _物 ＋ G動(dòng))

有η₁／η₂＝G _物／(G _物 ＋ G_動(dòng))×（G _物 ＋ 2G_動(dòng)）／G _物＝22／21

（4）小明的方案η比較高；爸爸的方案更省力；但是小明的方案比較安全、方便；綜合三個(gè)因素分析，小明方案好.