Question

15．小林要提起重800N的物體，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找來了一些滑輪，想利用滑輪組提起這個重物．
（1）已知每個滑輪重20N，小昕想站在地上向下拉繩，他最好選擇圖中c滑輪組來提起重物（選填“a”、“b”或“c”）
（2）請在所選的圖中畫出正確的繞繩方法．
（3）如果小林的實際拉力是280N，求出所選滑輪組的機械效率．
（4）根據第（3）問，求出所選裝置的摩擦阻力．

Answer 1

分析 （1）站在地面上向下拉繩子來提升物體，根據繩子所能承受的最大拉力，可判斷至少用3股繩子來承擔，且所需的動滑輪最少，所以只能采用c圖所示的滑輪組；
（2）根據奇動偶定的原則繞制滑輪組；
（3）在測滑輪組的機械效率中，對重物所做的功為有用功，而拉力F做的功為總功，根據機械效率的公式便可求出此時的機械效率；
（4）對滑輪組進行受力分析，可求摩擦力．

解答 解：（1）因為需要三條繩子承擔物重，并且拉力的方向向下，所以選擇圖c來提升重物；
（2）根據奇動偶定的原則，繞線方法如圖所示：

（3）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{800N}{3×280N}$×100%≈95.2%，
（4）由圖可知，滑輪組受物體的向下重力，動滑輪向下的重力，阻礙物體向上運動的摩擦力和繩子向上的拉力，
可得，nF=G+G_動+f，
f=nF-G-G_動=3×280N-800N-20N=20N．
故答案為：（1）c；（2）如上圖；（3）所選滑輪組的機械效率95.2%；（4）所選裝置的摩擦阻力為20N．

點評 本題考查了功、功率、機械效率的計算，關鍵是公式的靈活運用和對滑輪組受力分析的理解與掌握．