Question

近年來，汽車逐步走進(jìn)了普通百姓的家庭．汽車出現(xiàn)故障后，需要進(jìn)行維修．小明家的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在維修時(shí)，工人師傅要用一個(gè)滑輪組（如圖）把車?yán)锏陌l(fā)動(dòng)機(jī)提起來．已知發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量為120kg，工人拉力為400N，在10s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)被提起了1m．不計(jì)繩重和摩擦
求：（g=10N/kg）
（1）動(dòng)滑輪總重是多少？
（2）此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是多少？
（3）若滑輪組的繩子能承受的最大拉力為1000N，則該滑輪組的最大機(jī)械效率是多大？

Answer 1

分析：分析滑輪組的結(jié)構(gòu)，物重由4股繩子承擔(dān)，n=4，則s=4h．
（1）根據(jù)G=mg求出發(fā)動(dòng)機(jī)的重力，根據(jù)F=

1

4

（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪總重；
（2）利用效率公式η=

W有用

W總

=

Gh

F4h

=

G

4F

求滑輪組的機(jī)械效率；
（3）根據(jù)F=

1

4

（G+G_動(dòng)）求出最大物重，根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

F4h

=

G

4F

求滑輪組的最大機(jī)械效率．

解答：已知：發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量m=120kg，拉力F=400N，時(shí)間t=10s，高度h=1m，最大拉力F大=1000N，g=10N/kg
求：（1）動(dòng)滑輪總重G_動(dòng)=？；（2）滑輪組的機(jī)械效率η=？；（3）滑輪組的最大機(jī)械效率η_大=？
解：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)重：
G=mg=120kg×10N/kg=1200N，
∵F=

1

4

（G+G_動(dòng)）
∴動(dòng)滑輪總重G_動(dòng)=4F-G=4×400N-1200N=400N；
（2）滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

Gh

F4h

×100%=

G

4F

×100%=

1200N

4×400N

×100%=75%；
（3）∵F=

1

4

（G+G_動(dòng)）
∴最大物重G_大=4F_大-G_動(dòng)=4×1000N-400N=3600N，
滑輪組的最大機(jī)械效率η_大=

W有用

W總

×100%=

G大h

F大4h

×100%=

G大

4F大

×100%=

3600N

4×1000N

×100%=90%．
答：（1）動(dòng)滑輪總重是400N；
（2）此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是75%；
（3）該滑輪組的最大機(jī)械效率是90%．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)重力、滑輪組省力情況、機(jī)械效率計(jì)算公式的理解和掌握，有一定難度．