Question

某人用如圖所示的滑輪組提升重物（忽略繩與滑輪之間的摩擦）．已知每個(gè)動(dòng)滑輪重50N
（1）當(dāng)重物的重力為300N時(shí)，則需要的拉力是多少？此時(shí)的機(jī)械效率是多少？
（2）當(dāng)被提升的重物重力是3000N時(shí)，則需要的拉力是多少？此時(shí)的機(jī)械效率又是多少？
（3）通過(guò)以上兩步計(jì)算，你得到什么啟示？

Answer 1

分析：在使用滑輪組提升重物時(shí)，由幾段繩子承擔(dān)物重，提起物體的力就是物重的幾分之一．機(jī)械效率是有用功與總功之比，在此題中，有用功是克服物體重力做的功，總功是拉力F做的功．

解答：解：（1）由圖知，此滑輪組由4段繩子承擔(dān)物重．所以S=4h
F=

1

4

（G_物+G_動(dòng)）=

1

4

×（300N+2×50N）=100N
η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

300N×h

100N×4h

=75%
答：需要的拉力是100N，滑輪組的機(jī)械效率是75%．
（2）F′=

1

4

（G_物′+G_動(dòng)）=

1

4

×（3000N+100N）=775N
η′=

W有用′

W總′

= 

G物′h

F′s

=

3000N×h

775N×4h

=96.8%
答：當(dāng)被提升的重物重力是3000N時(shí)，則需要的拉力是775N，滑輪組的機(jī)械效率96.8%．
（3）由（1）、（2）可以看出，額外功不變，物體的重力越大，機(jī)械效率越高．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了機(jī)械效率的計(jì)算以及提高物體機(jī)械效率的方法，通過(guò)實(shí)際的計(jì)算得出結(jié)論，更便于理解．