Question

小明利用如圖所示的滑輪組將重為900N的物體從一樓勻速提升至六樓，所用的拉力F為360N，繩子自由端移動(dòng)的速度為0.3m/s．（己知每層樓高3m）
求：（1）繩子自由端移動(dòng)的距離S；
（2）小明所用的時(shí)間；物體上升的速度；
（3）動(dòng)滑輪的重量？
（4）在此基礎(chǔ)上再加一個(gè)滑輪做動(dòng)滑輪使用，組成一個(gè)新的滑輪組，提升這些重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將如何改變？為什么？

Answer 1

分析：（1）由圖示可知承重繩子的股數(shù)n=3，由滑輪組公式可以求出繩子自由端移動(dòng)的距離；
（2）由速度公式的變形公式求出時(shí)間；由速度公式求出物體的速度；
（3）由滑輪組公式求出動(dòng)滑輪的重力；
（4）根據(jù)η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Gh+G動(dòng)h

×100%=

G

G+G動(dòng)

×100%，若物體重力不變，動(dòng)滑輪總重變大，則滑輪組的機(jī)械效率將變低．

解答：解：（1）物體從一樓勻速提升至六樓，物體上升的高度h=（6-1）×3m=15m；
由圖知，滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，所以s=3×15m=45m；
（2）根據(jù)v=

s

t

得，t=

s

v繩

=

45m

0.3m/s

=150s；
s=3h，所以v_物=

1

3

v_繩=

1

3

×0.3m/s=0.1m/s；
（3）根據(jù)F=

1

n

（G_物+G_動(dòng)），G_物=nF-G_物=3×360N-900N=180N
（4）若增加一個(gè)動(dòng)滑輪組成一個(gè)新的滑輪組，再提升這些重物，η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Gh+G動(dòng)h

×100%=

G

G+G動(dòng)

×100%，機(jī)械效率降低．
故答案為：（1）繩子自由端移動(dòng)的距離為45m；
（2）小明所用的時(shí)間為150s；
物體上升的速度為0.1m/s；
（3）動(dòng)滑輪的重力為180N；
（4）再加一個(gè)滑輪做動(dòng)滑輪使用，組成一個(gè)新的滑輪組，提升這些重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將變��；
根據(jù)η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Gh+G動(dòng)h

×100%=

G

G+G動(dòng)

×100%，G不變，G_動(dòng)變大，所以機(jī)械效率降低．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了有關(guān)滑輪組的省力特點(diǎn)，s與h的關(guān)系，機(jī)械效率的影響因素，同時(shí)還涉及到了有關(guān)速度公式的應(yīng)用．