Question

14．利用如图所示的装置，用40N的拉力使物体重为90N的物体匀速上升，不计绳重和摩擦，此时整个装置的机械效率为75%．若绳子能承受的最大拉力为50N，此装置的可提起的最大物重是120N．

Answer 1

分析 （1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%求滑轮组的机械效率；
（2）不计绳重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_轮），可求动滑轮重力，再利用F=$\frac{1}{3}$（G+G_轮）求此装置的可提起的最大物重．

解答 解：（1）由图知，滑轮组有三段绳子承担物重，则s=3h，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{90N}{3×40N}$×100%=75%；
（2）不计绳重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_轮），
提升90N重物时，40N=$\frac{1}{3}$×（90N+G_轮），
G_轮=3×40N-90N=30N，
最大拉力为50N时，拉力F_最大=$\frac{1}{3}$（G_最大+G_轮），
50N=$\frac{1}{3}$×（G_最大+30N），
解得提升最大物重G_最大=3×50N-30N=120N．
故答案为：75%；120N．

点评 本题主要考查了滑轮组的机械效率，增大提升的物重，机械效率发生了变化，利用好不计绳重和摩擦拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_轮）是本题的关键．