Question

用如图所示的滑轮组吊起一个重为150N的重物，绳端需用的拉力是60N，若物体上升的高度为50cm．
（1）画出滑轮组的绕法．
（2）此时滑轮组的机械效率是多少？
（3）若用该滑轮组吊起300N的重物时，所用的拉力应该是多大？（不计绳重和摩擦）

Answer

（1）两个定滑轮、一个动滑轮，绕线时可以从动滑轮上面挂钩开始绕（n=3）；
（2）已知重物的重力和被提升的高度，根据公式W有用=Gh求使用滑轮组做的有用功；确定了n=3，求出拉力端移动的距离s=nh，知道拉力大小，W总=Fs求总功，有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率；
（3）知道物重和拉力，不计绳重和摩擦，利用F=（G物+G动）求动滑轮重；再利用该公式求吊起300N的重物时，所用的拉力．
【解析】

（1）由题知，用滑轮组吊起一个重为150N的重物，绳端需用的拉力为60N，承担物重股数n至少等于3，图中，有两个定滑轮、一个动滑轮，可以从动滑轮上面挂钩开始绕，如下图所示：

（2）使用滑轮组做的有用功：
W有=Gh=150N×0.5m=75J，
s=3h=3×0.5m=1.5m，
W总=Fs=60N×1.5m=90J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈83.3%；
（3）由（1）知，n=3，
∵不计绳重和摩擦，
∴F=（G物+G动），
即：60N=（150N+G动）
解得动滑轮的重力：
G动=30N，
吊起300N的重物时，拉力：
F′=（G物′+G动）=（300N+30N）=110N．
答：（1）滑轮组的绕法如图所示；
（2）此时滑轮组的机械效率是83.3%；
（3）若用该滑轮组吊起300N的重物时，所用的拉力应该是110N．