Question

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們的住房條件也得到了很大的改善．小明家最近購(gòu)置了一套新房，為了幫助爸爸將重600N的裝修材料運(yùn)送到6m高的樓上，小明利用物理課上學(xué)過(guò)的滑輪組，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的材料搬運(yùn)方案（其中每個(gè)滑輪重30N，繩子足夠長(zhǎng)，所能承受的最大拉力為250N，不計(jì)繩重及摩擦）．
（1）計(jì)算說(shuō)明繩子的拉力是否超過(guò)繩子的最大承受力？
（2）小明爸爸觀察了該裝置后，他想如果將該裝置的滑輪位置顛倒（圖乙）是否會(huì)更省力一些，請(qǐng)你按照小明爸爸的想法，用筆畫(huà)線在乙圖繞上繩子并說(shuō)明小明爸爸的想法是否正確．
（3）求兩種方案的機(jī)械效率之比？

Answer 1

分析：這是一道實(shí)際應(yīng)用題，要先分析滑輪組的組裝形式，得出繩子段數(shù)n=3，然后根據(jù)拉力F和G_物+G_動(dòng)的關(guān)系判斷繩子能否承受；圖乙繩子繞線方法要利用“奇動(dòng)偶定”原則畫(huà)出，可以畫(huà)4段繩子，但不能改變方向．
在最后一問(wèn)中，要先求出兩種不同繞法下的滑輪組的機(jī)械效率，然后再求出它們的比值．

解答：解：（1）F₁=

1

n

（G_物+G_動(dòng)）=

1

3

（600N+30N）=210N，210N＜250N，拉力沒(méi)有超過(guò)繩子的最大承受力．
（2）繩子繞法如下圖，雖然省力，但不能改變力方向，人在高處很危險(xiǎn)，這種方法不正確．

（3）η_甲=

G物

nF1

=

600N

3×210N

=

20

21

，
F₂=

1

n

（G_重+G_物）=

1

4

（600N+2×30N）=165N，
η_乙=

G物

nF2

=

600N

4×165N

=

20

22

，
η_甲：η_乙=

20

21

：

20

22

=22：21；
答：（1）拉力沒(méi)有超過(guò)繩子的最大承受力．
（2）繩子繞法如圖，雖然省力，但不能改變力方向，人在高處很危險(xiǎn)，這種方法不正確．
（3）兩種方案的機(jī)械效率之比為22：21．

點(diǎn)評(píng)：現(xiàn)實(shí)生活中的題目要考慮實(shí)際情況，特別是第二問(wèn)中的滑輪組裝問(wèn)題更要符合實(shí)際．