Question

9．重为200N的物体静止在水平地面上．小刚用如图1所示的动滑轮将物体匀速竖直提升3m，已知动滑轮重50N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦．
（1）求小刚作用在绳上的拉力F；
（2）求该动滑轮的机械效率；
（3）小明认为，只需要再添一个定滑轮就可以用向下的力提升重物．请用笔画线代替绳子，在图2中画出滑轮组的绕绳方式．

Answer 1

分析 （1）使用动滑轮可以省一半的力；
（2）根据机械效率的公式分析；
（3）滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮．

解答 解：（1）由图可知，图1为动滑轮，使用动滑轮能省一半的力，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则小刚作用在绳上的拉力为：
F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_轮）=$\frac{1}{2}$×（200N+50N）=125N；
（2）滑轮组的机械效率为：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$×100%=$\frac{{G}_{物}h}{{G}_{物}h+{G}_{轮}h}$×100%=$\frac{{G}_{物}}{{G}_{物}+{G}_{轮}}$×100%=$\frac{200N}{200N+50N}$×100%=80%．
（3）因为是人站在地面上用向下的力提升重物，所以由2段绳子承担物重，应从定滑轮开始绕线，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；如图所示：
．
答：（1）求小刚作用在绳上的拉力F为125N；（2）求该动滑轮的机械效率为80%；（3）滑轮组的绕绳方式如上图所示．

点评 本题考查了机械效率的计算，同时考查了滑轮组绳子绕线的画法，是一道基础题．