Question

【題目】小明利用圖中的所示滑輪組，把重力為G的物體豎直向上勻速拉起，此時繩子自由端的拉力為F，動滑輪的重為G0 ， n為承擔動滑輪繩子的股數（不計繩重和摩擦）．
（1）試以動滑輪為研究對象，從受力分析的角度推導：F=
（2）若此時小明用500N的拉力，把800N的重物勻速提升到某一高度，求此時滑輪組的機械效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖可知，承擔動滑輪繩子的股數n=2；

以動滑輪為研究對象，不計繩重和摩擦，動滑輪受豎直向下的重力G0、物體對動滑輪向下的拉力F拉（且F拉=G）和豎直向上的兩股繩子的拉力2F，

由于物體豎直向上勻速拉起，處于平衡狀態，則2F=G+G0，

所以，F= （G+G0）；

答：推導過程見解答過程；

（2）解：繩端移動的距離s=nh，

有用功W有=Gh，拉力做功W總=Fs=Fnh，

滑輪組的機械效率η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=80%．

答：滑輪組的機械效率80%．

【解析】（1）以動滑輪為研究對象，由于動滑輪處于平衡狀態，根據受力情況即可得出F= （G+G0）；（2）由滑輪組的結構知道，承擔物重的繩子股數n=2，s=2h，知道拉力、繩子自由端移動的距離，利用W=Fs求拉力做功；利用W=Gh求有用功，再利用效率公式求滑輪組的機械效率．
【考點精析】認真審題，首先需要了解滑輪組繩子拉力的計算(1、根據題意確定重物和動滑輪的重力由幾段繩承擔，用n 表示．2、確定重物的上升距離，和拉力F 的繩端的移動距離；重物的上升距離為:h則拉力F 的繩端的移動距離就是：nh；3、看是否計動滑輪的重力．（繩重與摩擦一般情況都不計）當不計動滑輪重力時，拉力F = (1/n)G物 ；當計動滑輪重力時，拉力F = (1/n)（G物 + G輪）)，還要掌握滑輪（組）的機械效率(關于滑輪組機械效率的計算：W有用 = G·h；W總 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W總 （2)η= W有用 / W總 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF))的相關知識才是答題的關鍵．