Question

4．如圖所示，小麗用三個(gè)均重10N的滑輪組成的滑輪組以1m/s勻速起吊重470N的物體，物體上升5m，不計(jì)繩的重力及一切摩擦．繩的拉力F=125N；滑輪組的機(jī)械效率為94%．

Answer 1

分析 先對(duì)裝置中每個(gè)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)二力平衡條件求出作用在繩子上的力，進(jìn)一步求出F的大��；根據(jù)作用在動(dòng)滑輪省力費(fèi)距離的特點(diǎn)求出自由端移動(dòng)的距離，最后根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出裝置的機(jī)械效率．

解答 解：受力分析如下：

根據(jù)圖1和二力平衡條件可得：2F′=G+G_動(dòng)----①
因?yàn)槎ɑ�輪不省力，所以根�?jù)圖2和二力平衡條件可得：2F=F′+G_動(dòng)----②
聯(lián)立①②可，2F=$\frac{G+{G}_{動(dòng)}}{2}$+G_動(dòng)=$\frac{470N+10N}{2}$+10N=250N，
則F=$\frac{1}{2}$×250N=125N；
根據(jù)圖1可知，因?yàn)閯?dòng)滑輪省一半力，所以當(dāng)物體上升5m時(shí)，右端F′處移動(dòng)2×5m=10m；
根據(jù)圖2可知，因?yàn)閯?dòng)滑輪省一半力，所以F處移動(dòng)的距離：s=2×10m=20m；
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{470N×5m}{125N×20m}$×100%=94%．
故答案為：125；94%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查二力平衡條件的應(yīng)用、拉力以及機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵會(huì)對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行正確受力分析，同時(shí)能利用s=nh求出自由端移動(dòng)的距離．