Question

9．如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力 F 作用下，将重 105N 的物体匀速提起，在 5s 时间内物体上升的高 度为 1m．图乙是滑轮组工作时的拉力 F 与绳子自由端移动距离 s 的关系图．
（1）画出滑轮组的绕绳方式．
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量为总功．
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为滑轮组提升该重物时的机械效率为70%．

Answer 1

分析 （1）如图所示有两种滑轮组绳子的绕法，一种是拉力的方向向下，两股绳子承担；一种拉力的方向向上，由三股绳子承担，符合题意．
（2）根据横纵坐标表示的单位和数值以及其数值变化关系确定该物理量；
（3）根据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$计算滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）对于由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组来讲，满足拉力方向竖直向上的应有3段绳子承担，从动滑轮的挂钩开始向上绕．如下图所示：

（2）纵坐标表示拉力的大小，横坐标表示绳子自由端移动距离 s，所以阴影部分表示拉力所做的功，即总功；
（3）滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{105N×h}{50N×3h}$×100%=$\frac{105N}{150N}$×100%=70%．
故答案为：（1）见解答图．
（2）总功；
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为70%．

点评 本题考查了滑轮的绕法和功、机械效率公式的灵活运用，难点是滑轮组的绕法，对于由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组来讲，从动滑轮的挂钩开始向上绕，是最省力的绕绳方法，因为是从下边开始连接，这种方法也被称为下接法．