Question

如圖所示，小剛用300 N的拉力，使500 N的重物勻速上升1m．
（1）求該裝置的機械效率．
（2）小明想用小于300 N的力，仍要站在地面上，在不增加動滑輪的情況下，勻速拉起同樣的重物．請你替小明設計出滑輪組的裝置圖，并畫在虛線框內．（繩重及摩擦不計）

Answer 1

【答案】分析：（1）由滑輪組的結構可知承擔物重的繩子股數n=2，重物被提升h，則拉力端移動的距離s=2h，知道物重G和升高的高度h求出有用功；知道拉力大小和拉力端移動的距離，求出總功W_總=Fs，根據機械效率的公式求滑輪組的機械效率；
（2）仍要站在地面上，即用力的方向不變，不增加動滑輪，可以增加一個定滑輪，從動定滑輪上面的掛鉤開始，繞過上面的定滑輪，再繞過下面的動滑輪，這樣反復繞成．
解答：解：（1）由圖可知，n=2，
∵h=1m，
∴s=2h=2×1m=2m；
W_有=Gh=500N×1m=500J；
W_總=Fs=300N×2m=600J，
滑輪組的機械效率：
η=×100%=×100%≈83.3%．
（2）如圖，增加一個定滑輪，從動定滑輪上面的掛鉤開始，繞過上面的定滑輪，再繞過下面的動滑輪，這樣反復繞成．
答：（1）求該裝置的機械效率為83.3%；
（2）繞法見右圖．
點評：本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、機械效率的計算方法，由圖得出n的值，利用好s=nh是本題的關鍵．滑輪組的繞法：如n為奇數，則繩子是系在動滑輪的固定掛鉤上開始繞（更省力）；如n為偶數，則繩子是系在定滑輪的固定掛鉤上開始繞（省力又改變用力方向）．