Question

1．一名學(xué)生站在水平地面上，要用滑輪組將600N的重物勻速提升3m．
（1）畫(huà)出滑輪組的繞線方式；
（2）該同學(xué)需做的有用功多大？
（3）若勻速提升過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率是75%，拉力F做的功多大？拉力F多大？

Answer 1

分析 （1）這位同學(xué)站在地面上，所以繩子自由端拉力向下，由此畫(huà)出滑輪組的繞線方式；
（2）根據(jù)W=Gh求出有用功；
（3）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求出總功，利用W=Fs求出拉力的大小．

解答 解：
（1）由圖可知，學(xué)生站在地面上，所以最終的繩子自由端方向向下，則繩子的起始端應(yīng)在定滑輪上，如圖所示：
；
（2）拉力做的有用功：
W_有=Gh=600N×3m=1800J；
（3）由圖可知，n=2，則繩端移動(dòng)的距離：s=nh=2×3m=6m，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%可得，拉力做的總功：
W_總=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{1800J}{75%}$=2400N，
由W=Fs可得，拉力的大�。�
F=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{s}$=$\frac{2400J}{6m}$=400N．
答：（1）圖見(jiàn)上；（2）該同學(xué)需做的有用功為1800J；（3）拉力F做的功為2400J，拉力大小為400N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑輪組的組裝以及功、機(jī)械效率公式的應(yīng)用，設(shè)計(jì)滑輪組的繞繩方案應(yīng)從兩方面考慮，一是省力情況，二是繩子自由端的方向．