10. 如图所示,利用滑轮组拉起钩码,请画出最省力且能改变施力方向的绕绳方法。

如图所示

11. 图甲描绘的是《水浒传》中“林教头风雪山神庙”的情节,林冲用长枪挑着酒葫芦在雪中行走,其简化图如图乙所示。O 点为肩膀处的支点,A 点为左手握枪处,请在图乙中画出作用在 A 点的最小动力 $ F_1 $ 及酒葫芦受到的重力。

如图所示

12. 如图所示,塔式起重机上的滑轮组将重力为 $ 1.2 × 10^4 \text{ N} $ 的重物吊起,在 20 s 内重物匀速上升 2 m,滑轮组的机械效率为 80%。
(1)求滑轮组提升重物所做的有用功。
(2)求绳端拉力 F 的功率。
(3)已知克服摩擦和钢丝绳重所做的功为 5 200 J,求动滑轮的重力。

解:(1)滑轮组提升重物所做的有用功$W_{有}=Gh=1.2×10^{4}N×2m=2.4×10^{4}J$。
(2)由$η=\frac {W_{有}}{W_{总}}$可得，拉力F做的总功$W_{总}=\frac {W_{有}}{η}=\frac {2.4×10^{4}J}{80\% }=3×10^{4}J$。
拉力F的功率$P=\frac {W_{总}}{t}=\frac {3×10^{4}J}{20s}=1500W$。
(3)拉力F克服动滑轮重力所做的功$W_{动}=W_{总}-W_{有}-W_{绳+摩}=3×10^{4}J-2.4×10^{4}J-5200J=800J$。
则动滑轮的重力$G_{动}=\frac {W_{动}}{h}=\frac {800J}{2m}=400N$。