题目内容
用如图1（甲）所示的滑轮组提升物体，所挂物体的重力从G1开始逐渐等量增加，在此过程中物体始终以不变的速度v被提升相同的高度，当所挂物重达到G2时绳子被拉断；图1（乙）记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物重的增加而变化的图象．请完成下列有关分析和计算（每个滑轮等重，不计绳重和摩擦）．（1）每个滑轮的重为多少？
（2）绳子能承受最大拉力是多大？
（3）拉力的最大功率是多大？
（4）在图2中，定量画出总功率P随拉力F变化的图象．
【答案】分析：（1）在不考虑绳重和摩擦时，利用η=
求出每个动滑轮的重．
（2）根据F=
求出绳子能承受最大拉力．
（3）由乙图可知，当重力为G2是拉力的最大，因为此过程中物体始终以不变的速度v，所以这时的功率最大，利用功率公式即可求出最大功率．
（4）首先根据公式得出总功率P与拉力F的变化关系式，然后根据重力为G1、G2得出两组功率和拉力的数据，最后按照作图的规则完成图象
解答：解：（1）∵在不考虑绳重和摩擦时，当挂物体重力为G1时，则η1=
，其中G动=2G，
∴G=
．
同理可得：∴G=
．
（2）滑轮组提升物体时，有4段绳子承担物体的重，则F=
=
=
=
G+
G，
当所挂物重达到G2时绳子被拉断；
所以，F大=
G2+
G=
G2+
×
=
．
（3）因为此过程中物体始终以不变的速度v，所以当重力为G2时拉力最大，这时的功率也最大，
则拉力的最大功率为P大=F大v=
．
（4）∵此过程中物体始终以不变的速度v上升，则总功率P=F×4v，
∴当挂物体重力为G1时，
F1=
，P1=
．
当挂物体重力为G2时，
F2=
，P2=
．
故作出的图象如下：
答：（1）每个滑轮重为
．
（2）绳子能承受的最大拉力是
．
（3）拉力的最大功率为
．
（4）总功率P随拉力F变化的图象如图．
点评：滑轮组提升物体时，在不考虑绳重和摩擦时，利用η=
和F=
计算相关的量，是比较常用的方法，一定要掌握．
求出每个动滑轮的重．（2）根据F=
求出绳子能承受最大拉力．（3）由乙图可知，当重力为G2是拉力的最大，因为此过程中物体始终以不变的速度v，所以这时的功率最大，利用功率公式即可求出最大功率．
（4）首先根据公式得出总功率P与拉力F的变化关系式，然后根据重力为G1、G2得出两组功率和拉力的数据，最后按照作图的规则完成图象
解答：解：（1）∵在不考虑绳重和摩擦时，当挂物体重力为G1时，则η1=
，其中G动=2G，∴G=
．同理可得：∴G=
．（2）滑轮组提升物体时，有4段绳子承担物体的重，则F=
=
=
=
G+
G，当所挂物重达到G2时绳子被拉断；
所以，F大=
G2+
G=
G2+
×
=
．（3）因为此过程中物体始终以不变的速度v，所以当重力为G2时拉力最大，这时的功率也最大，
则拉力的最大功率为P大=F大v=
．（4）∵此过程中物体始终以不变的速度v上升，则总功率P=F×4v，
∴当挂物体重力为G1时，
F1=
，P1=
．当挂物体重力为G2时，
F2=
，P2=
．故作出的图象如下：
答：（1）每个滑轮重为
．（2）绳子能承受的最大拉力是
．（3）拉力的最大功率为
．（4）总功率P随拉力F变化的图象如图．
点评：滑轮组提升物体时，在不考虑绳重和摩擦时，利用η=
和F=
计算相关的量，是比较常用的方法，一定要掌握． 
练习册系列答案
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状态 | 固态 | 固液共存态 | 固态 | |||||||||
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