Question

如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子在1min内匀速提升5m，动滑轮的质量

如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子在1min内匀速提升5m，动滑轮的质量为l0kg，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．（1）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．（2）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大？（3）人做功的功率是多少？（4）在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少？

Answer 1

已知：n=2  G=500N  h=5m  t=1min=60s  m₀=10kg  g=10N/kg
求：（2）F=？（3）P=？（4）η=？
解：
（1）对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线的方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意工人站在地面上可知拉力方向向下，是有两股绕线的这种方法．滑轮组绕线如图所示：
（2）动滑轮的重力为G₀=m₀g=10kg×10N/kg=100N，
由图可知：在不计绳重及摩擦的情况下，动滑轮和重物由两股绳子承担，拉力就是滑轮组提升物体和动滑轮总重的二分之一．则：
人对绳子的拉力F=

1

2

（G+G₀）=

1

2

（500N+100N）=300N；
（3）绳子拉下的长度为s=2h=2×5m=10m，
拉力做的功为W_总=Fs=300N×10m=3000J，
拉力的功率为P=

W总

t

=

3000J

60s

=50W；
（4）滑轮组做的有用功为W有用=Gh=500N×5m=2500J，
滑轮组的机械效率为η=

W有用

W总

×100%=

2500J

3000J

×100%≈83%．
 答：
（1）滑轮组绕法如下：
；
（2）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为300N．
（3）在向上提升箱子的过程中，人做的有用功是2500J．
（4）滑轮组的机械效率为83%．