Question

如圖，礦井深10米，裝滿礦石的箱子重2400牛，每只滑輪重都為60牛（不計繩重及滑輪摩擦）．
（1）為了能把箱子利用圖示裝置從井底拉出井口，應選派體重大于多少牛的工人才行？
（2）若要使礦石箱以0.1米/秒速度上升，則把礦石箱從井底拉到井口過程中，工人的功率是多少？

Answer 1

解：（1）由圖知，n=3，
∵不計繩重及滑輪摩擦，
∴拉力：
F=（G_物+G_輪）=（2400N+60N）=820N，
∴工人的體重要大于820N；
（2）由圖知，n=3，s=3h，
拉力移動速度：
v′=3v=3×0.1m/s=0.3m/s，
工人的做功功率：
P=Fv′=820N×0.3m/s=246W．
答：（1）為了能把箱子利用圖示裝置從井底拉出井口，應選派體重大于820N牛的工人才行；
（2）把礦石箱從井底拉到井口過程中，工人的功率是246W．
分析：（1）由圖可知，使用滑輪組承擔物重的繩子股數n=3，不計繩重和摩擦，利用F=（G_物+G_輪）求拉力大小，工人的最大體重不能小于拉力，否則工人將被提起；
（2）求出工人拉力移動的速度，利用P===Fv求工人做功功率．
點評：本題考查了使用滑輪組拉力的計算、功率的計算，根據題圖確定n的大小（直接從動滑輪上引出的繩子股數）是本題的突破口，利用好不計繩重和摩擦時拉力和物重的關系[F=（G_輪+G_物）]是本題的關鍵．