Question

9．如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力 F 作用下，將重 105N 的物體勻速提起，在 5s 時間內(nèi)物體上升的高 度為 1m．圖乙是滑輪組工作時的拉力 F 與繩子自由端移動距離 s 的關(guān)系圖．
（1）畫出滑輪組的繞繩方式．
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量為總功．
（3）滑輪組提升該重物時的機(jī)械效率為滑輪組提升該重物時的機(jī)械效率為70%．

Answer 1

分析 （1）如圖所示有兩種滑輪組繩子的繞法，一種是拉力的方向向下，兩股繩子承擔(dān)；一種拉力的方向向上，由三股繩子承擔(dān)，符合題意．
（2）根據(jù)橫縱坐標(biāo)表示的單位和數(shù)值以及其數(shù)值變化關(guān)系確定該物理量；
（3）根據(jù)機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$計算滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）對于由一只定滑輪和一只動滑輪組成的滑輪組來講，滿足拉力方向豎直向上的應(yīng)有3段繩子承擔(dān)，從動滑輪的掛鉤開始向上繞．如下圖所示：

（2）縱坐標(biāo)表示拉力的大小，橫坐標(biāo)表示繩子自由端移動距離 s，所以陰影部分表示拉力所做的功，即總功；
（3）滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{105N×h}{50N×3h}$×100%=$\frac{105N}{150N}$×100%=70%．
故答案為：（1）見解答圖．
（2）總功；
（3）滑輪組提升該重物時的機(jī)械效率為70%．

點(diǎn)評 本題考查了滑輪的繞法和功、機(jī)械效率公式的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是滑輪組的繞法，對于由一只定滑輪和一只動滑輪組成的滑輪組來講，從動滑輪的掛鉤開始向上繞，是最省力的繞繩方法，因為是從下邊開始連接，這種方法也被稱為下接法．