Question

11．在現(xiàn)實生活中，滑輪組的使用會讓人們更方便．如圖所示，小明要將物體運送到樓上，而且要讓滑輪配置成最省力的滑輪組．
（1）請在圖中畫出換輪組的纏繞方式；
（2）如果物體重200N，小明用80N的力在5s內(nèi)勻速提升物體2m，求滑輪組的機械效率及物體重力的功率．

Answer 1

分析 （1）滑輪組繩子的繞法，有兩種：一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，繞過下面的動滑輪，再繞過上面的定滑輪；
二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過定滑輪，然后再繞過動滑輪．
（2）利用s=4h求繩的自由端移動的距離；利用W_總=Fs求拉力做功；根據(jù)公式W=Gh可求滑輪組所做的有用功；由機械效率和功率公式計算即可．

解答 解：
（1）通過動滑輪的繩子段數(shù)越多越省力．如圖：有兩個動滑輪和兩個定滑輪，最省力的繞線方式，繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過上面的定滑輪，再繞過動滑輪，如下圖所示：
；
（2）由圖知，n=5，
所以繩子自由端通過距離：s=4h=5×2m=10m，
W_總=Fs=80N×10m=800J，
有用功：W_有用=Gh=200N×2m=400，
所以機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{400J}{800J}$×100%=50%；
物體重力的功率：P=$\frac{{W}_{有}}{t}$=$\frac{400J}{5s}$=80W．
答：（1）見上圖；（2）滑輪組的機械效率為50%，物體重力的功率為80W．

點評 本題考查滑輪組最省力的繞繩方法、的有用功、總功、機械效率和功率的計算方法．最省力的繞線繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過上面的定滑輪，再繞過動滑輪．