Question

【題目】如圖所示，工人師傅用一個定滑輪和動滑輪組成滑輪組，把重為500N的箱子勻速提升5m，動滑輪的質量為8kg，不計繩重和摩擦，取g=10N/kg．
（1）在圖中用筆畫線代替細繩組裝滑輪組．
（2）在向上提升箱子的過程中，人對繩子的拉力為多大？
（3）在向上提升箱子的過程中，滑輪組的機械效率為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：對由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組，可繞線的方法有兩股和三股兩種，兩種方法都達到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股繞線的方法拉力方向向上；有兩股繞線的方法拉力方向向下，根據題意工人站在地面上可知拉力方向向下，是有兩股繞線的這種方法．滑輪組繞線如圖所示：

（2）解：由圖可知：在不計繩重及摩擦的情況下，動滑輪和重物由兩股繩子承擔，拉力就是滑輪組提升物體和動滑輪總重的二分之一．則：

人對繩子的拉力F= （G箱+G動）= （500N+8kg×10N/kg）=290N

（3）解：在不計繩重及摩擦的情況下，提升過程的有用功W有=Gh．

總功W總=Fs=Fnh．

機械效率η= ×100%= ×100%= ×100%=86.2%．

（或η= ×100%= ×100%=86.2%）

【解析】（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，然后再繞過下面的動滑輪再向上繞到定滑輪上，依次反復繞，這種繞法有偶數段繩子承擔物重；
二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，然后再繞過上面的定滑輪再向下，依次反復繞，這種繞法有奇數段繩子承擔物重．（2）在不計繩重及摩擦的情況下，動滑輪由幾股繩子承擔，拉力就是滑輪組提升物重與動滑輪總重的幾分之一．繩子移動的距離就是重物升高高度的幾倍．（3）在不計繩重及摩擦的情況下，機械效率可利用公式η= 計算．
【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．