Question

用如图所示的滑轮组提升重900N的物体，使物体匀速上升3m，所用拉力为400N，摩擦不计．求：
（1）动滑轮有多重．
（2）滑轮组机械效率是多大．
（3）若用它匀速提升重1800N的物体，绳端的拉力是多大？这种情况下滑轮组的机械效率是多大？

Answer 1

解：（1）由图知，n=3，
∵不计摩擦，
∴F=（G_轮+G_物）
∴G_动=3F-G_物=3×400N-900N=300N；
（2）滑轮组机械效率：
η======75%；
（3）提升重1800N的物体时：
F′=（G_轮+G_物′）=（300N+1800N）=700N，
此时滑轮组的机械效率：
η′=====≈85.7%．
答：（1）动滑轮有300N重；
（2）滑轮组机械效率是75%．
（3）若用它匀速提升重1800N的物体，绳端的拉力是700N，这种情况下滑轮组的机械效率是85.7%．
分析：从滑轮组的结构图上看出，直接从动滑轮上引出的绳子股数n=3，s=3h．
（1）不计摩擦，知道物体重和拉力大小，利用F=（G_轮+G_物）求动滑轮重；
（2）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动的距离求出总功W_总=Fs，根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）若用它匀速提升重1800N的物体，利用F=（G_轮+G_物）求拉力大小，再利用（2）中的方法求此时滑轮组的机械效率．
点评：本题考查了使用滑轮组拉力的计算、机械效率的计算，利用好不计摩擦时拉力和物重的关系[F=（G_轮+G_物）]是本题的关键．