问题 问答题

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)请算出这时绳子的拉力为______N.

(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算出绳子的拉力为______N.说明小明爸爸的想法是准确的.

(3)这两种方案的机械效率相比,η______η(填“>”、“=”或“<”).

答案

(1)从甲图中可知,n=3,F=

1
n
(G+G)=
1
3
(30N+600N)=210N;

(2)将绳子固定在定滑轮上,然后将绳子绕完即可,如图所示:

即n′=4,F′=

1
n′
(G′+G)=
1
4
(60N+600N)=165N;

(3)甲图的机械效率:

η=

Gh
Fs
×100%=
G
nF
×100%=
600N
3×210N
×100%=95%,

乙图的机械效率:

η=

Gh
F′s
×100%=
G
n′F′
×100%=
600N
4×165N
×100%=91%,

则有:η>η

故答案为:210;165;>.

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