Question

8．用如圖所示的滑輪組提起重100N的重物，若不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪重20N，繩子自由端需施加的拉力為40N，此時(shí)滑輪組機(jī)械效率為83.3%．若繩子最多能承受的拉力為80N，則利用此滑輪組最多能吊起220N的物體．

Answer 1

分析 重物和動(dòng)滑輪由3段繩子承擔(dān)，n=3，根據(jù)F=$\frac{{G}_{物}{+G}_{動(dòng)}}{n}$求繩子自由端需施加的拉力；
分別求出有用功和總功，根據(jù)機(jī)械效率公式求解；
根據(jù)F_大=$\frac{{G}_{動(dòng)}{+G}_{物大}}{3}$求物體的最大重力．

解答 解：重物和動(dòng)滑輪由3段繩子承擔(dān)，n=3，因不計(jì)摩擦，所以繩子自由端需施加的拉力為
F=$\frac{{G}_{總}(cāng)}{n}=\frac{{G}_{物}{+G}_{動(dòng)}}{n}=\frac{100N+20N}{3}$=40N；
在這個(gè)過(guò)程中，設(shè)物體提升的高度為h，做的有用功為W_有=G_物h，所做的總功W_總=G_物h+G_動(dòng)h，
此時(shí)滑輪組機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{{G}_{物}h}{{G}_{物h{+G}_{動(dòng)}h}}$×100%=$\frac{100N}{100N+20N}$×100%≈83.3%；
因繩子最多能承受的拉力為80N，F(xiàn)_大=$\frac{{G}_{動(dòng)}{+G}_{物大}}{3}$=$\frac{20N{+G}_{物大}}{3}$=80N，解之：G_物大=220N，即利用此滑輪組最多能吊起的物體重力為220N．
故答案為：40；83.3%；220．

點(diǎn)評(píng) 本題考查滑輪組拉力大小及機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是搞清承擔(dān)物體和動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)．