践行者初中物理力学典题详解138题

23.工人利用如图所示的滑轮组(不计绳重及轮与轴间摩擦)吊起重物,他用力向下拉绕在滑轮组上的绳子自由端移动了1.5m,重物上升0.5m。

⑴用笔画线代替绳子,画出工人所用滑轮组的绕绳情况；

⑵当物重为90N时,绳端所用的拉力是50N,重物被匀速吊起,求滑轮组的机械效率是多少?

⑶若绳子能承受的最大拉力为200N,求此滑轮组的最大机械效率是多少?

解析：⑴由题意和题图可知：

①动滑轮的个数N=1，

②S绳=1.5m，S物=0.5m，

③拉力F方向向下

则可知动滑轮承担力的绳子股数n=S绳/S物=3，

或n=2N+1=3，

则绳子的固定端应接在动滑轮上，

绕绳方式如下图所示：

⑵由题意可知：

①G=90N，

②F=50N，

方法一：G动=nF-G=3×50N-90N=60N，

因为不计绳重及轮与轴间摩擦，

所以η=G/(G+G动）×100%

=90N/150N×100%

=60%，

方法二：W有=GS物=90N×0.5m=45W，

W总=FS绳=50N×1.5m=75W，

则η=W有/W总×100%

=45W/75W×100%

=60%；

⑶当Fmax=200N时，

Gmax=nFmax-G动

=3×200N-60N

=540N，

则ηmax=Gmax/(Gmax+G动)×100%

=540N/600N×100%

=90%。

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