Question

15．小林要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物．
（1）已知每个滑轮重20N，小昕想站在地上向下拉绳，他最好选择图中c滑轮组来提起重物（选填“a”、“b”或“c”）
（2）请在所选的图中画出正确的绕绳方法．
（3）如果小林的实际拉力是280N，求出所选滑轮组的机械效率．
（4）根据第（3）问，求出所选装置的摩擦阻力．

Answer 1

分析 （1）站在地面上向下拉绳子来提升物体，根据绳子所能承受的最大拉力，可判断至少用3股绳子来承担，且所需的动滑轮最少，所以只能采用c图所示的滑轮组；
（2）根据奇动偶定的原则绕制滑轮组；
（3）在测滑轮组的机械效率中，对重物所做的功为有用功，而拉力F做的功为总功，根据机械效率的公式便可求出此时的机械效率；
（4）对滑轮组进行受力分析，可求摩擦力．

解答 解：（1）因为需要三条绳子承担物重，并且拉力的方向向下，所以选择图c来提升重物；
（2）根据奇动偶定的原则，绕线方法如图所示：

（3）滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{800N}{3×280N}$×100%≈95.2%，
（4）由图可知，滑轮组受物体的向下重力，动滑轮向下的重力，阻碍物体向上运动的摩擦力和绳子向上的拉力，
可得，nF=G+G_动+f，
f=nF-G-G_动=3×280N-800N-20N=20N．
故答案为：（1）c；（2）如上图；（3）所选滑轮组的机械效率95.2%；（4）所选装置的摩擦阻力为20N．

点评 本题考查了功、功率、机械效率的计算，关键是公式的灵活运用和对滑轮组受力分析的理解与掌握．