Question

如图，动滑轮重20N，物体重80N，不计绳重和摩擦：
（1）请你在图中画出一种绕绳方法．
（2）根据你的绕绳方法，用滑轮组将物体匀速提升1m时，求作用在绳子上的拉力、有用功和滑轮组的机械效率．

Answer 1

解：本题由于没规定绳子段数和动力方向，因此有两种不同的思路：
思路一：重物和动滑轮有两段绳子承担
（1）绕绳方法如下图：

（2）①根据省力公式，F===50N；
②W_有=G_物h=80N×1m=80J，W_总=FS=50N×2×1m=100J，
③滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=80%．
思路二：重物和动滑轮有三段绳子承担
（1）绕绳方法如下图：

（2）①根据省力公式，F===33.3N；
②W_有=G_物h=80N×1m=80J，W_总=FS=33.3N×3×1m=99.9J≈100J，
③滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=80%．
分析：（1）本题不要求绳子的段数和拉力的方向，因此有两种不同的绕法；
（2）①不计绳重和摩擦，滑轮组的省力公式为F=；
②有用功等于克服物体重力做的功，即W_有用=G_物h；
③总功等于绳子拉力做的功，即W_总=FS；
④机械效率等于有用功和总功的比值，即η=×100%．
点评：（1）绳子的绕线决定滑轮组的使用效果，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是重力的几分之一，拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍；
（2）由此题也可以得出，滑轮组的机械效率与被提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦等有关，与绳子的绕法和段数无关．