Question

小明利用如圖所示的滑輪組將重為900N的物體從一樓勻速提升至六樓，所用的拉力F為360N，繩子自由端移動的速度為0.3m/s．（己知每層樓高3m）
求：（1）繩子自由端移動的距離S；
（2）小明所用的時間；物體上升的速度；
（3）動滑輪的重量？
（4）在此基礎上再加一個滑輪做動滑輪使用，組成一個新的滑輪組，提升這些重物時，滑輪組的機械效率將如何改變？為什么？

Answer 1

分析：（1）由圖示可知承重繩子的股數n=3，由滑輪組公式可以求出繩子自由端移動的距離；
（2）由速度公式的變形公式求出時間；由速度公式求出物體的速度；
（3）由滑輪組公式求出動滑輪的重力；
（4）根據η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Gh+G動h

×100%=

G

G+G動

×100%，若物體重力不變，動滑輪總重變大，則滑輪組的機械效率將變低．

解答：解：（1）物體從一樓勻速提升至六樓，物體上升的高度h=（6-1）×3m=15m；
由圖知，滑輪組由3段繩子承擔物重，所以s=3×15m=45m；
（2）根據v=

s

t

得，t=

s

v繩

=

45m

0.3m/s

=150s；
s=3h，所以v_物=

1

3

v_繩=

1

3

×0.3m/s=0.1m/s；
（3）根據F=

1

n

（G_物+G_動），G_物=nF-G_物=3×360N-900N=180N
（4）若增加一個動滑輪組成一個新的滑輪組，再提升這些重物，η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Gh+G動h

×100%=

G

G+G動

×100%，機械效率降低．
故答案為：（1）繩子自由端移動的距離為45m；
（2）小明所用的時間為150s；
物體上升的速度為0.1m/s；
（3）動滑輪的重力為180N；
（4）再加一個滑輪做動滑輪使用，組成一個新的滑輪組，提升這些重物時，滑輪組的機械效率將變小；
根據η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Gh+G動h

×100%=

G

G+G動

×100%，G不變，G_動變大，所以機械效率降低．

點評：此題考查了有關滑輪組的省力特點，s與h的關系，機械效率的影響因素，同時還涉及到了有關速度公式的應用．