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(jì)后備箱蓋重）．關(guān)箱蓋時(shí)，它可看作一個(gè)杠桿，圖乙是其簡化圖：O是支點(diǎn)，F(xiàn)₂是液壓桿作用在A點(diǎn)的阻力．請?jiān)趫D乙中畫出：①阻力臂l₂；②在B點(diǎn)關(guān)上后備箱蓋的最小動(dòng)力F₁．
（3）用兩個(gè)相同的加熱器同時(shí)給質(zhì)量和初溫均相等的水和煤油加熱，水的溫度隨時(shí)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?jiān)趫D3中畫出給煤油加熱后溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象．

Answer 1

分析 （1）滑輪組可以從動(dòng)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(diǎn)到力的作用線的距離．由支點(diǎn)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(diǎn)與力的作用點(diǎn)的連線；然后過動(dòng)力作用點(diǎn)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(shí)間一定時(shí)，再利用熱量的計(jì)算公式分析即可．

解答 解：（1）用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)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(dòng)力最小，即動(dòng)力臂最長，從支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離作為動(dòng)力臂最長，也就是最省力，即OB作為動(dòng)力臂最省力，阻力方向向上，因此動(dòng)力方向向下，
阻力臂為支點(diǎn)到阻力作用線的距離，如下圖所示：

（3）在某一定時(shí)間時(shí)，利用熱量的計(jì)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(diǎn)評 （1）此題考查了有關(guān)滑輪組的組裝，在繞線時(shí)有時(shí)根據(jù)繩子的末端拉力確定滑輪組的繞線，有時(shí)根據(jù)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)來確定滑輪組的繞線，遵循奇動(dòng)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．