Question

如圖甲所示的滑輪組，每個(gè)滑輪等重．不計(jì)繩重和摩擦，物體重G1從200N開始逐漸增加，直到繩子被拉斷．每次均勻速拉動(dòng)繩子將物體提升同樣的高度．圖乙記錄了在此過程中滑輪組的機(jī)械效率隨物體重力的增加而變化的圖象．
（1）該滑輪組在物重增加時(shí)機(jī)械效率

變大

（變大，變小或不變），每個(gè)滑輪重多少N？
（2）繩子能承受的最大拉力是多少N？
（3）滑輪組的最大機(jī)械效率是多少？
（4）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%時(shí)，物體重多少N？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖乙得出該滑輪組在物重增加時(shí)機(jī)械效率的變化情況；
不計(jì)繩子重和摩擦，動(dòng)滑輪不變，取物重G=200N，知道此時(shí)的機(jī)械效率為50%，利用η=

W有用

W總

=

W有用

W有用+W額

求動(dòng)滑輪重；
（2）從圖中找出最大物重，利用F=

1

n

（G_物+G_動(dòng)）求繩子能承受的最大拉力；
（3）設(shè)提升高度為h，知道提升的最大物重，求出有用功和額外功，利用η=

W有用

W總

=

W有用

W有用+W額

求滑輪組的機(jī)械效率；
（4）在動(dòng)滑輪重力已經(jīng)計(jì)算出的情況下，利用公式η=

W有用

W總

=

W有用

W有用+W額

=

G物h

G物h+G輪h

=

G物

G物+G輪

的變形公式可以求得物體重力．

解答：解：
（1）由圖乙可知，在物重增加時(shí)，該滑輪組的機(jī)械效率將變大；
由乙圖可知：當(dāng)G=200N時(shí)，η=50%，
∵η=

W有用

W總

=

W有用

W有用+W額

=

Gh

Gh+2G輪h

，
即：50%=

200N

200N+2G輪

，
∴G_輪=100N；
（2）由圖乙可知：當(dāng)G′=1800N時(shí)，繩子剛好被拉斷，則繩子能承受的最大拉力：
F_大=

1

4

（G′+2G_輪）=

1

4

（1800N+200N）=500N；
（3）當(dāng)繩子的拉力最大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有用′

W總′

×100%=

W有用′

W有用′ +W額

×100%=

G′h

G′h+2G輪h

×100%=

1800N

1800N+200N

×100%=90%；
（4）∵η=

W有用

W總

=

W有用

W有用+W額

=

G物h

G物h+G輪h

=

G物

G物+G輪

=80%，G_輪=200N，
∴G_物=

G輪η

1-η

=

200N×80%

1-80%

=800N．
故答案為：（1）變大；100N；
（2）500N；
（3）90%；
（4）800N．

點(diǎn)評(píng)：利用好：在不計(jì)摩擦和繩重時(shí)，F(xiàn)=

1

n

（G_物+G_動(dòng)）、η=

W有用

W總

=

W有用

W有用+W額

=

G物h

G物h+G輪h

=

G物

G物+G輪

；能從圖象中得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．