题目内容

【题目】如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组,把重为500N的箱子匀速提升5m,动滑轮的质量为8kg,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg.
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组.
(2)在向上提升箱子的过程中,人对绳子的拉力为多大?
(3)在向上提升箱子的过程中,滑轮组的机械效率为多少?

【答案】
(1)解:对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,可绕线的方法有两股和三股两种,两种方法都达到了省力的目的,但拉力的方向不同,有三股绕线的方法拉力方向向上;有两股绕线的方法拉力方向向下,根据题意工人站在地面上可知拉力方向向下,是有两股绕线的这种方法.滑轮组绕线如图所示:


(2)解:由图可知:在不计绳重及摩擦的情况下,动滑轮和重物由两股绳子承担,拉力就是滑轮组提升物体和动滑轮总重的二分之一.则:

人对绳子的拉力F= (G+G)= (500N+8kg×10N/kg)=290N


(3)解:在不计绳重及摩擦的情况下,提升过程的有用功W=Gh.

总功W=Fs=Fnh.

机械效率η= ×100%= ×100%= ×100%=86.2%.

(或η= ×100%= ×100%=86.2%)


【解析】(1)滑轮组绳子的绕法有两种: 一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上,依次反复绕,这种绕法有偶数段绳子承担物重;
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,然后再绕过上面的定滑轮再向下,依次反复绕,这种绕法有奇数段绳子承担物重.(2)在不计绳重及摩擦的情况下,动滑轮由几股绳子承担,拉力就是滑轮组提升物重与动滑轮总重的几分之一.绳子移动的距离就是重物升高高度的几倍.(3)在不计绳重及摩擦的情况下,机械效率可利用公式η= 计算.
【考点精析】认真审题,首先需要了解滑轮组绳子拉力的计算(1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担,用n 表示.2、确定重物的上升距离,和拉力F 的绳端的移动距离;重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是:nh;3、看是否计动滑轮的重力.(绳重与摩擦一般情况都不计)当不计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)G物 ;当计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)(G + G)),还要掌握滑轮(组)的机械效率(关于滑轮组机械效率的计算:W有用 = G·h;W总 = F·s; s = n·h (1)η=W有用 / W总 (2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF))的相关知识才是答题的关键.

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