Question

【題目】如圖是利用滑輪組勻速提升水中圓柱體M的示意圖，滑輪組固定在鋼架上，滑輪組中的2個滑輪質量相等，繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為900N，連接圓柱體M與動滑輪掛鉤的繩子能承受的最大拉力為3000N．圓柱體M高為3m，底面積為0.02m2，密度為4.5×103kg/m3．在繩端拉力F作用下，圓柱體M從其下表面距水面15m處勻速上升到其上表面與水面相平的過程中用了3min，在這個過程中，拉力F的功率為160W，（不計繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力）．求：

（1）拉力F是多大？

（2）動滑輪的重力G輪是多大？

（3）滑輪組的機械效率η是多大？

Answer 1

【答案】（1）800N（2）300N（3）87.5%

【解析】解：（1）已知在繩端拉力F作用下，圓柱體M從其下表面距水面15m處勻速上升到其上表面與水面相平的過程中用了3min，圓柱體M高為3m，所以物體移動速度為，承擔重物的繩子股數n=3，

所以繩子自由端移動速度為v=3v物=3×，

根據P=Fv可得，

（2）連接圓柱體M與動滑輪掛鉤的繩子的拉力為F繩拉=G-F浮= 。

由題

滑輪組的機械效率

答：（1）拉力F是800N。（2）動滑輪的重力G輪是300N。（3）滑輪組的機械效率η是87.5%。