用如图所示装置,完成下列问题(不考虑绳重及摩擦).
(1)要求滑轮组由4股绳子承担重物,请用笔画线代替绳子将滑轮组绕好;
(2)使用第(1)问绕好的滑轮组提升重物,当物重为50N时,绳端需用20N的拉力才能使物体匀速上升,求此时滑轮组的机械效率;
(3)若要使这个滑轮组省力,则提起的重物应该超过多重?
网友回答
解:(1)滑轮组由4股绳子承担重物,从定滑轮上开始缠绕;如图所示:
(2)设物体上升高度h,W有=Gh
W总=FS,S=4h
η=
η===62.5%
(3)由平衡力知识知:4F=G物+G动
G动=4F-G物=4×20N-50N=30N
若要省力,满足的条件是:F拉<G物
而F拉==
即 <G物
G物>==10N
∴重物应该超过10N.
答:(2)滑轮组的机械效率为62.5%;(3)若要使这个滑轮组省力,则提起的重物应该超过10N.解析分析:(1)动滑轮上有4段绳子,拉力的方向向上,绳子从定滑轮上开始缠绕;(2)已知承担物重的绳子股数,从而得出绳子自由端移动的距离与重物升高的高度的关系;又知道拉力和物重大小,利用效率公式求滑轮组的机械效率;(3)拉力是物重与动滑轮重力之和的四分之一,若要省力,拉力必须小于物重.点评:本题考查了滑轮组的组装、机械效率的计算、滑轮组中绳子自由端拉力与物重的关系;特别注意滑轮组中影响机械效率的因素之一动滑轮的重力.