题目

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（如图乙所示）是否会更省力一些，请你你通过计算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？ 答案： 解：由图甲知通过动滑轮绳子的段数n=3，  绳子的拉力：由F= 13 × （G+G滑）= 13 （600N+30N）=210N， 所能承受的最大拉力为250N，所以没有超过绳子的最大承受力 答：计算说明绳子的拉力没有超过绳子的最大承受力 解：滑轮位置颠倒后，由图乙知，人站在楼上，绳子最后朝上拉，可由外向内画出滑轮组的连线如图所示：  由图知，n′=4，此时绳子自由端拉力： F′= 14 ×（G+2G滑）= 14 ×（600N+2×30N）=165N， 由此可知，小明爸爸的想法正确 答：小明爸爸的想法正确 解：由η= W有用W总 = W有W有+W总 = GG+G滑 可得：  = GG+G滑GG+2G滑 = G+2G滑G+G滑 = 600N+2×30N600N+30N = 2211 ． 答：两种方案的机械效率之比为22：21

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