Question

用如圖所示裝置，完成下列問題（不考慮繩重及摩擦）．
（1）要求滑輪組由4股繩子承擔重物，請用筆畫線代替繩子將滑輪組繞好；
（2）用第（1）問繞好的滑輪組勻速提升200N的重物，在重物上升0.2m的過程中，拉力的功率為60W，滑輪組的機械效率為50%，則：
①滑輪組的有用功為多少？
②拉力做的總功為多少？
③繩子的自由端上升的速度為多少？

Answer 1

解：（1）如圖：滑輪組由4股繩子承擔重物，從定滑輪上開始纏繞；

（2）①W_有=Gh=200N×0.2m=40J；
②因為η=…所以W_總===80J；
③W_總=FS S=4h
所以F===100N；
因為P=Fv
所以速度為V===0.6m/s．
答：①滑輪組的有用功為40J；
②拉力做的總功為80J；
③繩子的自由端上升的速度為0.6m/s．
分析：（1）動滑輪上有4段繩子，拉力的方向向上，繩子從定滑輪上開始纏繞；
（2）已知物體的重力和提升的高度，根據公式W=Gh可求有用功的大小；已知有用功和機械效率，可求總功；根據公式P=FV可求速度的大小．
點評：本題考查有用功、總功、速度的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是動滑輪上繩子的繞法．