Question

小華和他的興趣小組利用如圖所示的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，人以300N的力向下拉繞在滑輪組上的繩子的一端，5s內(nèi)繩子下端移動(dòng)了1m，重物上升0.5m，已知該滑輪組的效率為80%．求：
（1）畫出小華興趣小組所用滑輪組的繞線情況．
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起的重物的質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析：（1）先根據(jù)物體上升0.5m，繩子自由端下降1m，判斷出繩子段數(shù)為2，再根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則畫出繩子的繞法；
（2）根據(jù)公式P=

W

t

=

FS

t

將繩子自由端的拉力、移動(dòng)的距離、運(yùn)動(dòng)的時(shí)間代入即可求出人的拉力做功的功率；
（3）W_有用=GH，W_總=FS，根據(jù)公式η=

W有用

W總

將有關(guān)數(shù)值代入求出物體的重力G，再根據(jù)m=

G

g

計(jì)算出物體的質(zhì)量m．

解答：解：（1）由題意可知，向下拉繩子時(shí)，承擔(dān)動(dòng)滑輪及重物的繩子股數(shù)：n=

1m

0.5m

=2，根據(jù)“奇動(dòng)偶定”，繩子應(yīng)從定滑輪掛鉤上開始，如圖所示：

（2）人的拉力F=300N，移動(dòng)距離s=1m，時(shí)間t=5s，
人的拉力做功的功率為：
P=

W

t

=

FS

t

=

300N×1m

5s

=60W．
（3）重物G上升高度h=0.5m，機(jī)械效率η=80%，
機(jī)械效率：η=

W有用

W總

=

Gh

FS

=

G×0.5m

300N×1m

=80%，
則G=480N，
重物的質(zhì)量：m=

G

g

=

480N

10N/kg

=48kg．
答：人的拉力做功的功率是60W，被吊起重物的質(zhì)量是48kg．

點(diǎn)評：此題屬于力學(xué)綜合題，考查了滑輪組的繞繩方法、功的計(jì)算、功率的計(jì)算、機(jī)械效率的計(jì)算以及重力與質(zhì)量的關(guān)系，考查的知識(shí)點(diǎn)較多，并且非常重要，需要熟練掌握相應(yīng)的公式或規(guī)律，根據(jù)需要靈活進(jìn)行公式變形．