Question

随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图甲所示的材料搬运方案（其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦）．
（1）计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力？
（2）小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒（图乙）是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确．
（3）求两种方案的机械效率之比？

Answer

这是一道实际应用题，要先分析滑轮组的组装形式，得出绳子段数n=3，然后根据拉力F和G物+G动的关系判断绳子能否承受；图乙绳子绕线方法要利用“奇动偶定”原则画出，可以画4段绳子，但不能改变方向．
在最后一问中，要先求出两种不同绕法下的滑轮组的机械效率，然后再求出它们的比值．
【解析】
（1）F1=（G物+G动）=（600N+30N）=210N，210N＜250N，拉力没有超过绳子的最大承受力．
（2）绳子绕法如下图，虽然省力，但不能改变力方向，人在高处很危险，这种方法不正确．

（3）η甲===，
F2=（G重+G物）=（600N+2×30N）=165N，
η乙===，
η甲：η乙=：=22：21；
答：（1）拉力没有超过绳子的最大承受力．
（2）绳子绕法如图，虽然省力，但不能改变力方向，人在高处很危险，这种方法不正确．
（3）两种方案的机械效率之比为22：21．