Question

【題目】在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，利用一滑輪組勻速提升物體．下表是在利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時(shí)采集到的信息：

物體所受重力G/N	作用在繩子自由端的拉力F/N	滑輪組做的有用功W有用/J	拉力做的總功W總/J
500	200	1000	1200

（1）通過(guò)計(jì)算確定該滑輪組提起物體的繩子段數(shù)，并在右邊虛線(xiàn)框中畫(huà)出該滑輪組的組裝示意圖；
（2）用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m時(shí)，拉力做的總功為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由表格數(shù)據(jù)可知，提升物體重G=500N，拉力F=200N，有用功為1000J，總功為1200J．

由W有用=Gh可得物體升高的高度：

h= = =2m；

由W總=Fs可得拉力端移動(dòng)距離：

s= = =6m；

由s=nh可得使用滑輪組提起物體的繩子段數(shù)：

n= = =3．

因此該滑輪組最少有一動(dòng)、一定兩個(gè)滑輪，先從動(dòng)滑輪的上面掛鉤向上開(kāi)始繞起，依次經(jīng)過(guò)上面的定滑輪、下面的動(dòng)滑輪，如圖所示：

答：該滑輪組提起物體的繩子股數(shù)為3，該滑輪組的組裝示意圖如上圖所示；

（2）解：n=3，在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，則繩端的拉力F= （G+G輪），

所以動(dòng)滑輪重力：G輪=3F﹣G=3×200N﹣500N=100N，

當(dāng)用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m時(shí)，

拉力端移動(dòng)距離：s=3h=3×1m=3m，

此時(shí)繩端的拉力：F′= （G′+G輪）= （800N+100N）=300N，

拉力做的總功：W總′=F′s=300N×3m=900J．

答：用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m時(shí)，拉力做的總功為900J．

【解析】（1）要確定滑輪組的構(gòu)成，先要判斷出滑輪組中承重繩子的段數(shù)；首先根據(jù)表格中有用功和總功的數(shù)據(jù)，利用W=Gh、W=Fs求求出繩端自由移動(dòng)距離和物體被提升的高度，兩者的比值即為所求的繩子段數(shù)．然后根據(jù)提升物體繩子的段數(shù)確定滑輪組的繞法．（2）滑輪組在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，拉力F= （G+G輪），據(jù)此求動(dòng)滑輪重力，再利用該公式求將重為800N的物體勻速提升時(shí)的拉力，利用W=Fs求拉力做的功．