Question

3．站在地面上的人用滑轮组把重960N的贷物由地面匀速提升到4m的高处，人作用在绳子自由端的拉力为600N．（不计摩擦和绳重）
（1）依据题意在图中画出绳子的绕法；
（2）人做的功为多少
（3）滑轮组机械效率是多少．

Answer 1

分析 （1）一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组有两种绕绳方法，但站在地面上，绳子末端是向下拉的．
（2）已知绳子段数和货物升高的高度利用s=nh求出s，利用W_总=Fs可求人做的功．
（3）机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$．

解答 解：（1）由于人是站在地面上拉绳子，所以只能绕成两根绳子承担，如图所示．

（2）由图可知，动滑轮组的绳子段数n=2，则s=nh=2×4m=8m，
人做的功W_总=Fs=600N×8m=4800J，
（3）有用功W_有用=Gh=960N×4m=3840J；
滑轮组机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3840J}{4800J}$×100%=80%．
答：（1）绳子的绕法如上图；
（2）人做的功为4800J；
（3）滑轮组的机械效率为80%．

点评 该题考查了滑轮组绳子的缠绕方法、有用功、总功和机械效率的计算，注意自由端移动距离s和货物升高的高度h之间的关系．