题目内容
一重物所受重力1400牛，需要用一根承受拉力最大为400牛的绳子将它提起．请设计一提升重物的最简单的滑轮组．忽略摩擦，绳子及动滑轮质量不计．
解析：
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这是一根绳子绕制滑轮组问题，要根据题目要求设计滑轮组(即合理地确定动、定滑轮的个数)． (1)首先按题目给出的省力要求确定承担总重力的绳子根数n，n＝物重G/绳子自由端的拉力F，按进位取整数的原则，取n为整数，如果滑轮组已知，如何判断承担总重的绳子根数为n？可用“横线切割法”：在滑轮组图中的动、定滑轮之间的动滑轮上方作一横直线AB，将动、定滑轮分开(如图1所示和如图2所示)，则直线AB的下方与动滑轮有直接联系的绳子根数即是承担动滑轮和重物总重力的绳子根数n．
(2)确定绳子固定端的位置，再按从内到外的顺序沿滑轮缠绕．因为每个动滑轮要二根绳子承担(如图3所示)，则n的奇、偶就决定绳子固定端的位置．当n为偶数时，绳子固定端要在定滑轮组上(如图4所示)．当n为奇数时，绳子固定端要在动滑轮组上(如图2所示)，简单地说，按“奇动(滑轮)偶定(滑轮)”的原则确定绳子固定端位置．
(3)由n确定动滑轮个数N动．因为每个动滑轮要二根绳子承担，所以 (4)根据F是否改向及n的奇、偶确定定滑轮的个数 ①力F不改向，由于只有一个动滑轮时(n＝2)，不需要定滑轮，以后每增加一个动滑轮(n增加2)，则需增加一个定滑轮．所以当n为偶数时， ②力F改向，只需在力F不改向时设计的滑轮组中增加一个定滑轮即可，即n为偶数时 计算本题需要承受总重力的绳子根数n，因 动滑轮个数 综上可得如图3所示无绳时装置．再按“奇动偶定”的原则(固定端在定滑轮组上)从内到外绕绳即得图4． |
(取整数部分)．
．
．当n为奇数时，绳的固定端在动滑轮组上，需加一定滑轮改向方能将绳绕向动滑轮．所以当n为奇数时，
．
．
，所以n＝4．
．由于
，本题从“最简单”出发，则
(力F不改向)．
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如图甲，某同学用两个滑轮组成的滑轮组，在同一种绕绳方式下匀速提升不同质量的重物，得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系，并绘制出如图乙的F-G图象（不计绳重与摩擦）．
（2013?孝南区一模）小红同学用如图所示的两种机械做了探究“使用机械是否能省功”的实验，得到下表中的数据．
倒链（又称神仙葫芦）是一种简单的起重用具，它由滑轮组组成（如图所示），A、B为同轴并一起转动的定滑轮，半径分别为R1和R2，R1稍大于R2；C为动滑轮，其半径为r．它们之间用铁链按图中所示的方式连接起来．当用力F拉一侧铁链使定滑轮转动时，套在A上的铁链使挂在C上的重物上升，与此同时，套在B上的铁链被放下，使重物下降（图中虚线箭头表示铁链运动方向）．转动一周时，其总效果使重物上升的距离为多少？若重物所受重力为G，则使重物缓慢匀速上升时，拉力F的大小至少应为多少？