Question

【題目】如圖所示裝置，繩重及摩擦不計．

（1）若要充分利用圖示的3個滑輪，請畫出該滑輪組完整的繞線；

（2）當物重為50 N時，繩端需用20 N的拉力才能使物體勻速上升，此時該滑輪組的機械效率為多少？

（3）當物重為90 N時，繩端需用多大的拉力才能使其勻速上升？

（4）如果繩子能承受的最大拉力為60 N，那么該滑輪組最大可吊起多重的物體？

Answer 1

【答案】（1） ；（2）62.5%； （3）30N；（4）210N.

【解析】（1）根據題意知道，繩子只能從定滑輪開始繞線，將繩子的一端固定在定滑輪的掛鉤上，然后依次繞完，有效段數是n=4，如下圖所示：

（2）由圖知道，該滑輪組的機械效率是：η=W有/W總×100%=Gh/Fs×100%=G/4F×100%=50N/4×20N×100%=62.5%；

（3）因為不計繩重及摩擦，由F=（G+G動）/4知道動滑輪的重力是：G動=nF-G=4×20N-50N=30N，

當物重為90N時，繩端需要的拉力是：F′=（G′+G動）/4=（90N+30N）/4=30N；

（4）如果繩子能承受的最大拉力為60N，則最大吊起的物重是：G″=4F″-G動=4×60N-30N=210N。