Question

4．請按題目要求作答：

（1）如圖1，通過滑輪組向下用力提升物體，請畫出滑輪組的繞線．
（2）如圖2，圖甲是打開的汽車后備箱蓋，它被液壓桿支撐（不計后備箱蓋重）．關(guān)箱蓋時，它可看作一個杠桿，圖乙是其簡化圖：O是支點，F(xiàn)₂是液壓桿作用在A點的阻力．請在圖乙中畫出：①阻力臂l₂；②在B點關(guān)上后備箱蓋的最小動力F₁．
（3）用兩個相同的加熱器同時給質(zhì)量和初溫均相等的水和煤油加熱，水的溫度隨時間的變化關(guān)系如圖3所示，已知煤油的比熱容是水的一半，且加熱過程中物態(tài)不變，請在圖3中畫出給煤油加熱后溫度隨時間變化的關(guān)系圖象．

Answer 1

分析 （1）滑輪組可以從動滑輪繞起，也可以從定滑輪繞起，不同的繞法，省力情況也不同；繩子自由端的拉力向下，滑輪組要從定滑輪繞起．
（2）要解決此題，需要掌握力臂的概念，知道力臂是從支點到力的作用線的距離．由支點向力的作用線做垂線，垂線段的長度即為力臂．先確定最長的力臂，即離支點與力的作用點的連線；然后過動力作用點做垂直于杠桿的作用力即可．
（3）可以采用控制變量法分析，具體做法在時間一定時，再利用熱量的計算公式分析即可．

解答 解：（1）用一個定滑輪和一個動滑輪組成滑輪組，通過滑輪組向下用力提升物體，說明繩子自由端的拉力方向向下，所以繩子由定滑輪開始繞起，然后依次繞線，如圖所示：

（2）動力最小，即動力臂最長，從支點到動力作用點的距離作為動力臂最長，也就是最省力，即OB作為動力臂最省力，阻力方向向上，因此動力方向向下，
阻力臂為支點到阻力作用線的距離，如下圖所示：

（3）在某一定時間時，利用熱量的計算公式Q=cm△t 分析可知，煤油的比熱容越小，溫度的變化量越大，水的比熱容大，溫度的變化量越小，如圖所示：

點評 （1）此題考查了有關(guān)滑輪組的組裝，在繞線時有時根據(jù)繩子的末端拉力確定滑輪組的繞線，有時根據(jù)承擔物重的繩子段數(shù)來確定滑輪組的繞線，遵循奇動偶定的原則．
（2）本題考查了最小力問題，最小力問題轉(zhuǎn)化成最大力臂問題是解決問題的關(guān)鍵．
（3）本題采用了控制變量法，這是一種常用的一種分析問題和探究物理問題的方法．