Question

如图所示滑轮组，物重G=400N，绳子自由端拉力F为120N，（不考虑绳重与摩擦），
求：（1）当重物升高1m时，绳子自由端移动的距离．  
（2）此滑轮组的动滑轮共有多重？
（3）此滑轮组的机械效率？（保留整数）        
（4）将物体浸没入水中时自由端拉力F为100N，此时滑轮组的机械效率？

Answer 1

分析：（1）首先判断出滑轮组由几段绳子承担物重，根据s=nh计算出绳子自由端移动的距离．
（2）掌握滑轮组的省力特点：滑轮组由几段绳子承担物重，提起绳子的力就是物重的几分之一．物重指动滑轮和物体的总重．
（3）机械效率是有用功与总功之比．根据公式η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

计算出机械效率．
（4）首先根据滑轮组的省力特点计算出物体所受的拉力F_拉，F_拉=G-F_浮．然后根据公式η=

W有用

W总

=

F拉h

Fs

计算出机械效率，其中s=nh．

解答：解：（1）由图知，此滑轮组由4段绳子承担物重，所以s=4h=4×1m=4m．
（2）根据公式F=

1

4

（G_物+G_动），G_动=4F-G_物=4×120N-400N=80N
（3）η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

G×h

F×4h

=

G

4F

=

400N

4×120N

=83%
（4）F_拉=4F′-G_动=4×100N-80N=320N
所以η=

W有用′

W总′

=

F拉h

F′s

=

320N×h

100N×4h

=80%
答：（1）当重物升高1m时，绳子自由端移动的距离为4m；（2）此滑轮组的动滑轮共80N；（3）此滑轮组的机械效率83%；（4）将物体浸没入水中时自由端拉力F为100N，此时滑轮组的机械效率为80%．

点评：此题考查了滑轮组机械效率的计算，同时考查了滑轮组的省力特点．同时用到了公式F=G-F_浮，综合性较强．判断滑轮组由几段绳子承担物重、掌握s与h之间的关系也是解决此题的关键．