Question

一物快重600N，放在水平地面上，一工人站在地上利用如圖所示裝置，將此物塊拉至高處，若人對繩的拉力F為400N，貨物在1min內勻速上升了6m．（繩重及繩與滑輪之間的摩擦可忽略不計）
（1）請在圖中畫出滑輪組的繞線；
（2）求拉力的功率．
（3）求滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析：（1）滑輪組繩子的繞法：要求施力方向向下，也就是說最后繩子必須從定滑輪繞出來，因此可以根據最后繩子的位置確定繩子的繞法；
（2）已知拉力F的大小、承擔貨物繩子的段數以及貨物上升的距離，因此可以利用W=Fs求出拉力做的功，然后再根據P=

W

t

求出拉力的功率；
（3）先利用W=Gh計算出有用功；再利用效率公式求滑輪組的機械效率．

解答：解：（1）要求施力方向向下，從繩子末端開始，依次繞過定滑輪、動滑輪，這樣反復完成，繞法如圖所示：

（2）繩子拉下的長度為s=2h=2×6m=12m，
拉力做的功為W_總=Fs=400N×12m=4800J，
拉力的功率為P=

W總

t

=

4800J

60s

=80W；
（3）有用功為W_有用=Gh=600N×6m=3600J，
滑輪組的機械效率為η=

W有用

W總

×100%=

3600J

4800J

×100%=75%．
答：（1）繞繩方法見上圖；
（2）拉力的功率是80W；
（3）滑輪組的機械效率為75%．

點評：本題綜合考查了滑輪組的繞法、有用功、機械效率的計算，涉及到滑輪組承擔物重繩子股數n的確定及利用，知識點多，屬于中檔題．