Question

3．建筑工人用如圖所示的機(jī)械提升重物，在一次作業(yè)中，工人在30s內(nèi)將重物勻速提升10m，做功6000J，每個(gè)滑輪重50N，不計(jì)繩重和摩擦．
（1）使用該機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)有既能省力，又能改變力的方向；
（2）使用該機(jī)械，繩子自由端每通過2m時(shí)，重物就上升1m；
（3）在本次作業(yè)中，工人做功的功率是200W；
（4）本次提升的重物的重力是多大？（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）滑輪組是將定滑輪與動(dòng)滑輪結(jié)合在一起，既能省力，又能改變力的方向；
（2）分析圖中滑輪組的結(jié)構(gòu)，得出承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力端移動(dòng)的距離s=2h；
（3）根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$進(jìn)行計(jì)算；
（4）根據(jù)W=Fs求出拉力，因不計(jì)摩擦及繩重，根據(jù)F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動(dòng)）求出物體的重力．

解答 解：
（1）由圖可知，滑輪組有兩段繩子，力的方向向下，因此可以省力，同時(shí)能改變力的方向；
（2）由圖可知，n=2，
則物體上升的高度：h=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×2m=1m，
（3）工人做功的功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6000J}{30s}$=200W；
（4）根據(jù)W=Fs可知，
拉力為：F=$\frac{W}{s}$=$\frac{W}{2h}$=$\frac{6000J}{2×10m}$=300N；
不計(jì)摩擦及繩重，
根據(jù)F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）可知，
物體的重力為：G=2F-G_動(dòng)=2×300N-50N=550N．
故答案為：（1）既能省力，又能改變力的方向；（2）1；（3）200；（4）重物的重力為550N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組拉力的計(jì)算，利用好推導(dǎo)公式不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動(dòng)）是本題的關(guān)鍵．