Question

近年來，汽車逐步走進(jìn)了普通百姓的家庭．汽車出現(xiàn)故障后，需要進(jìn)行維修．小明家的汽車發(fā)動機(jī)在維修時，工人師傅要用一個滑輪組（如圖）把車?yán)锏陌l(fā)動機(jī)提起來．已知發(fā)動機(jī)質(zhì)量為120kg，工人拉力為400N，在10s內(nèi)發(fā)動機(jī)被提起了1m．
求：（g=10N/kg）
（1）發(fā)動機(jī)的重力是多少？
（2）滑輪組的機(jī)械效率是多少？
（3）工人師傅做功的功率是多少？
（4）作出滑輪組（如右圖）把車?yán)锏陌l(fā)動機(jī)提起時，發(fā)動機(jī)所受到的力的示意圖．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)重力公式G=mg，可求出發(fā)動機(jī)的重力；
（2）克服發(fā)動機(jī)的重力做的功就是有用功，根據(jù)W_有=Gh求出有用功；拉力做的功就是總功，根據(jù)W_總=Fs求出總功；根據(jù)η=

W有

W總

×100%，可求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）工人師傅做的功是總功，根據(jù)公式W_總=Fs可求出，用總功除以時間就是工人做功的功率．
（4）發(fā)動機(jī)受到地球吸引產(chǎn)生的重力，方向豎直向下和滑輪組的拉力，方向豎直向上．

解答：解：（1）發(fā)動機(jī)的重力G=mg=120kg×10N/kg=1200N；
答：發(fā)動機(jī)的重力是1200N．
（2）克服發(fā)動機(jī)的重力做的有用功W_有=Gh=1200N×1m=1200J；
工人施加的拉力做的總功W_總=Fs=400N×1m×4=1600J；
滑輪組的機(jī)械效率η=

W有

W總

×100%=

1200J

1600J

×100%=75%．
答：滑輪組的機(jī)械效率是75%．
（3）工人師傅做功的功率P=

W總

t

=

1600J

10S

=160W．
答：工人師傅做功的功率是160W．
（4）確定發(fā)動機(jī)的中心，通過重心做豎直向下的重力G=1200N，
做豎直向上的拉力，因為有4根繩子承擔(dān)，所以拉力為F=400N×4=1600N．

點評：本題考查的知識點比較多，有：重力的計算、滑輪組機(jī)械效率的計算、功率的計算，是一道學(xué)科綜合題；
需要注意的是有關(guān)滑輪組的計算，首先要認(rèn)清滑輪組的繩子股數(shù)．