Question

11．運用知識解決問題：
（1）騎自行車下坡時，不蹬腳踏板，速度也會越來越快，這是因為：下坡時自行車和人的重力勢能轉化為動能，動能變大，而自行車和人的質量一定，所以速度越來越快．
（2）請畫出圖甲杠桿的動力臂．
（3）用圖乙所示的滑輪組勻速提升重物，動滑輪中20N，物重100N，繩自由端在30s內移動了3m，則拉力做功的功率為多大？（不計繩重和摩擦）（寫出解題過程）

Answer 1

分析 （1）動能大小的影響因素：質量和速度，質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能大小的影響因素：質量和高度，質量越大，高度越高，重力勢能越大．
（2）已知支點和動力的方向，過支點作垂直于動力作用線的垂線段，即動力臂．
（3）利用W=Fs求出拉力做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$計算拉力做功的功率．

解答 解：（1）自行車在下坡過程中，自行車和人質量不變、高度減小，其重力勢能減小，自行車和人質量不變、速度變大，其動能變大；由于自行車和人的質量一定，所以速度越來越快．
（2）過支點O作動力F₁作用線的垂線段，即動力臂L₁；如圖所示：

（3）據圖乙可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n，
拉力為F=$\frac{G+{G}_{動}}{3}$=$\frac{100N+20N}{3}$=40N，
拉力做的功W=Fs=40N×3m=120J，
拉力做功的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{120J}{30s}$=4W．
故答案為：（1）重力勢；質量；（2）如上圖；（3）4W．

點評 本題考查了動能和勢能的影響因素，屬于基礎題目．