如图甲，某同学用两个滑轮组成的滑轮组，在同一种绕绳方式下匀速提升不同质量的重物，得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系，并绘制出如图乙的F-G图象

Question

如图甲，某同学用两个滑轮组成的滑轮组，在同一种绕绳方式下匀速提升不同质量的重物，得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系，并绘制出如图乙的F-G图象（不计绳重与摩擦）．

（1）试根据图象计算动滑轮所受重力G_动；
（2）在图甲中画出该同学的绕绳方法；
（3）用该滑轮组提起重为65N的重物时，滑轮组的机械效率是多大？

Answer 1

（1）由受力分析可知，F=(1)/(n)（G+G_动），
根据图象上两个特殊点代入，20=(1)/(n)（30+G_动）…①
40=(1)/(n)（70+G_动）…②
解①②组成的方程组可得：G_动=10N，n=2；
（2）由n=2可知有两段绳子吊着动滑轮，故绕绳方法如图所示；
（3）由题意得，此时的拉力F=(1)/(2)（G+G_动）=(1)/(2)（65N+10N）=37.5N，
此时滑轮组的机械效率η=(W有用)/(W总)=(Gh)/(Fs)=(G)/(nF)=(65N)/(2×37.5N)=86.7%．
答：（1）动滑轮的重力为10N；
（2）如图；
（3）滑轮组的机械效率为86.7%．