Question

小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升至六楼，所用的拉力F为360N，绳子自由端移动的速度为0.3m/s．（己知每层楼高3m）
求：（1）绳子自由端移动的距离S；
（2）小明所用的时间；物体上升的速度；
（3）动滑轮的重量？
（4）在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升这些重物时，滑轮组的机械效率将如何改变？为什么？

Answer 1

解：（1）物体从一楼匀速提升至六楼，物体上升的高度h=（6-1）×3m=15m；
由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=3×15m=45m；
（2）根据v=得，t===150s；
s=3h，所以v_物=v_绳=×0.3m/s=0.1m/s；
（3）根据F=（G_物+G_动），G_物=nF-G_物=3×360N-900N=180N
（4）若增加一个动滑轮组成一个新的滑轮组，再提升这些重物，η=×100%=×100%=×100%，机械效率降低．
故答案为：（1）绳子自由端移动的距离为45m；
（2）小明所用的时间为150s；
物体上升的速度为0.1m/s；
（3）动滑轮的重力为180N；
（4）再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升这些重物时，滑轮组的机械效率将变小；
根据η=×100%=×100%=×100%，G不变，G_动变大，所以机械效率降低．
分析：（1）由图示可知承重绳子的股数n=3，由滑轮组公式可以求出绳子自由端移动的距离；
（2）由速度公式的变形公式求出时间；由速度公式求出物体的速度；
（3）由滑轮组公式求出动滑轮的重力；
（4）根据η=×100%=×100%=×100%，若物体重力不变，动滑轮总重变大，则滑轮组的机械效率将变低．
点评：此题考查了有关滑轮组的省力特点，s与h的关系，机械效率的影响因素，同时还涉及到了有关速度公式的应用．