Question

如圖所示，一個(gè)重為500N的物體，放在水平地面上，一個(gè)人站在地上利用滑輪組將重物勻速提起來(lái)．（不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦）求：
（1）要想使人所用的拉力最小，請(qǐng)?jiān)趫D上畫出滑輪組上繩子的繞法．
（2）如果人對(duì)繩子的實(shí)際拉力是200N，滑輪組的機(jī)械效率是多少？
（3）如繩子能承受的最大拉力為600N，人的質(zhì)量為50Kg，求該裝置所提升物體的最大重力為多少？

Answer 1

解：（1）如圖，滑輪組用3段繩子承擔(dān)物重；

（2）讀圖可知，S=3h，則滑輪組的機(jī)械效率η=====83.3%；
在不計(jì)摩擦與繩重時(shí)，G_動(dòng)=3F-G=3×200N-500N=100N；
（3）人的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N，因?yàn)槿苏驹诘孛媸┘拥淖畲罄�力不可能大于自身重力，所以最大拉力為F′=500N，
由η′==帶入數(shù)據(jù)，解得，G′=1400N．
答：（1）如圖；（2）滑輪組的機(jī)械效率是83.3%；
（3）該裝置所提升物體的最大重力為1400N．
分析：（1）同時(shí)兼顧省力情況與拉力的方向，并從內(nèi)向外依次繞過(guò)所有滑輪；
（2）搞清省力情況，明確力與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用機(jī)械效率的公式計(jì)算即可；
（3）人的重力決定了繩端的最大拉力，據(jù)此再利用公式可求出可提升的最大物重．
點(diǎn)評(píng)：正確給滑輪組繞繩是本題的基礎(chǔ)，明確S與h的關(guān)系后，便可利用公式求出機(jī)械效率，并借助機(jī)械效率公式，求出可提升的最大物重．本題的易錯(cuò)點(diǎn)在于，繩端的最大拉力取決于人的體重，而并非繩子的承受能力．