Question

如图所示，一个重为500N的物体，放在水平地面上，一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来．（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：
（1）要想使人所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法．
（2）如果人对绳子的实际拉力是200N，滑轮组的机械效率是多少？
（3）如绳子能承受的最大拉力为600N，人的质量为50Kg，求该装置所提升物体的最大重力为多少？

Answer 1

分析：（1）同时兼顾省力情况与拉力的方向，并从内向外依次绕过所有滑轮；
（2）搞清省力情况，明确力与距离的对应关系，利用机械效率的公式计算即可；
（3）人的重力决定了绳端的最大拉力，据此再利用公式可求出可提升的最大物重．

解答：解：（1）如图，滑轮组用3段绳子承担物重；

（2）读图可知，S=3h，则滑轮组的机械效率η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

G

3F

=

500N

3×200N

=83.3%；
在不计摩擦与绳重时，G_动=3F-G=3×200N-500N=100N；
（3）人的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N，因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力，所以最大拉力为F′=500N，
由η′=

G′

G′+G动

=

G′

3F′

带入数据，解得，G′=1400N．
答：（1）如图；（2）滑轮组的机械效率是83.3%；
（3）该装置所提升物体的最大重力为1400N．

点评：正确给滑轮组绕绳是本题的基础，明确S与h的关系后，便可利用公式求出机械效率，并借助机械效率公式，求出可提升的最大物重．本题的易错点在于，绳端的最大拉力取决于人的体重，而并非绳子的承受能力．