Question

【題目】圖a所示為一種搬運建筑材料的機械裝置，其右端滑輪組的組裝方式有兩種，分別如圖a的甲、乙所示，不計繩重與摩擦。

(1)甲、乙兩種方式，向上運送材料時其中比較省力的是方式___________；

(2)若采用乙方式，某次提升3000N的材料時，材料上升的高度與時間的關系如圖b所示，材料在上升過程中電動卷揚機拉鋼絲繩的力F=1200N。問：

①動滑輪的重力為多大___________？

②材料在上升過程中電動卷揚機拉鋼絲繩的力的功率為多大___________？

③該裝置的機械效率是多大___________？（結果保留至0.1%）

Answer 1

【答案】乙 600N 2700W 83.3%

【解析】

(1)[1]由圖可知，使用甲圖方式時，承擔物重的繩子股數為2；使用乙圖方式時，承擔物重的繩子股數為3，因為不計繩重與摩擦時，由

F=(G+G動)

可知使用乙圖方式更省力。

(2)①[2]由圖可知，n=3，不計繩重與摩擦時，拉力

F=(G+G動)

則動滑輪重力

G動=3F-G=3×1200N-3000N=600N

②[3]在上升階段材料上升的高度h=12m，所用時間

t=20s-4s=16s

拉力端移動距離

s=3h=3×12m=36m

拉力做的總功

W總=Fs=1200N×36m=43200J

拉力做功的功率

P==2700W

③[4]所做的有用功

W有=Gh=3000N×12m=36000J

滑輪組的機械效率

η=≈83.3%