Question

小馬用如下圖所示滑輪組抬高重5N的小車，若不考慮摩擦和繩重，請你計算下列問題：
（1）若不計動滑輪重量，繩子自由端彈簧測力計的示數是多大？
（2）若考慮動滑輪重量，此時彈簧測力計的示數是2.5N，則該滑輪組的機械效率是多大？
（3）當動滑輪總重超過多少時，使用該滑輪組提該小車不再省力？

Answer 1

分析：（1）動滑輪上有4段繩子，所以測力計的示數是小車重的四分之一．
（2）機械效率等于有用功除以總功，有用功等于物體升高的高度與物體重的乘積，總功等于拉力與繩子自由端移動距離的乘積．
（3）當拉力等于物體重力的時候，不再省力，根據此關系式列出等式，計算可得動滑輪重．

解答：解：（1）F=

1

n

×G_物=

1

4

×5N=1.25N
答：繩子自由端彈簧測力計的示數是1.25N．
（2）η=

W有用

W總

=

Gh

FS

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

=

5N

2.5N×4

=50%．
答：該滑輪組的機械效率是50%．
（3）F=

1

n

×（G_物+G_動）
 F=G_物
G_物=

1

n

×（G_物+G_動）
G_動=3G_物=3×5N=15N．
答：當動滑輪總重超過15N時，使用該滑輪組提該小車不再省力．

點評：本題考查拉力的計算，滑輪組機械效率的計算，拉力和物體重、動滑輪重的關系，關鍵是會分析動滑輪上的繩子段數．