Question

9．如圖所示裝置（滑輪組的繞繩未畫出），繩重及摩擦不計(jì)，若繞繩所能承受的最大拉力為600N，工人將重為600N的貨物勻速提至高處，工人對(duì)繩向下的拉力F₁為400N，貨物在50s內(nèi)勻速上升了4m．
（1）按題意在圖上畫出繩子的繞法
（2）拉力F₁的功率
（3）該裝置最多能提起重多少N的貨物．

Answer 1

分析 （1）滑輪組繩子的繞法：要求施力方向向下，也就是說最后繩子必須從定滑輪繞出來，從而再往回畫，繞過上面定滑輪，再繞過下面的動(dòng)滑輪，這樣反復(fù)完成；
（2）由圖可知，n=2，則s=2h，W_總=Fs求拉力做功；知道時(shí)間，利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）掛600N重物時(shí)，繩重及摩擦不計(jì)，利用F=$\frac{1}{2}$（G_輪+G_物）求動(dòng)滑輪重力；最大拉力為600N時(shí)，再利用F=$\frac{1}{2}$（G_輪+G_物）求提升的最大物重．

解答 解：
（1）要求施力方向向下，繩子從定滑輪掛鉤開始，依次繞過動(dòng)滑輪、定滑輪，這樣反復(fù)完成，滑輪組繞法如圖所示：

（2）由圖可知，n=2，則s=2h=2×4m=8m，
W_總=F₁s=400N×8m=3200J，
拉力做功的功率：
P₁=$\frac{{W}_{總1}}{t}$=$\frac{3200J}{50s}$=64W；
（3）掛600N重物時(shí)，繩重及摩擦不計(jì)，
因?yàn)镕₁=$\frac{1}{2}$（G_輪+G_物），
所以G_輪=2F₁-G_物=2×400N-600N=200N，
當(dāng)最大拉力為600N時(shí)，F(xiàn)₂=$\frac{1}{2}$（G_輪+G_最大）
即：600N=$\frac{1}{2}$（200N+G_最大），
解得：G_最大=1000N．
答：（1）繩子的繞法如圖所示；
（2）拉力F₁做功功率為64W；
（3）該裝置最多能提起重1000N的貨物．

點(diǎn)評(píng) 本意綜合考查了滑輪組的繞法、功、功率的計(jì)算，本題關(guān)鍵有二：一是使用滑輪組承擔(dān)物重繩子股數(shù)n的確定（直接從動(dòng)滑輪上引出的繩子股數(shù)），二是繩重及摩擦不計(jì)，利用好拉力F=$\frac{1}{2}$（G_輪+G_物）．