Question

6．興趣小組利用如圖所示的滑輪組進行實驗，用600N的力向下拉繞在滑輪組上的繩子的一端，10秒鐘繩子下端移動了1.5m，重物上升0.5m，已知該滑輪組的效率為70%．
（1）畫出興趣小組所用滑輪組的繞線情況．
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起重物的質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)物體上升0.5m，繩子自由端下降1.5m，判斷出繩子段數(shù)為3，再根據(jù)“奇動偶定”的原則畫出繩子的繞法；
（2）利用W=Fs計算拉力做的功，然后利用P=$\frac{W}{t}$計算功率；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$求出重物的重力，根據(jù)G=mg求出質(zhì)量．

解答 解：（1）由題意可知，向下拉繩子時，承擔動滑輪及重物的繩子股數(shù)：n=$\frac{1.5m}{0.5m}$=3，根據(jù)“奇動偶定”，繩子應(yīng)從動滑輪掛鉤上開始，如圖所示：

（2）拉力做的功：
W_總=Fs=600N×1.5m=900J，
功率P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{900J}{10s}$=90W；
（2）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$可得，重物的重力：
G=3Fη=3×600N×70%=1260N，
由G=mg可得，重物的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1260N}{10N/kg}$=126kg；
答：（1）滑輪組的繞線情況見解答圖．
（2）人的拉力做功的功率是90W；
（3）被吊起重物的質(zhì)量是126kg．

點評 此題主要考查的是學生對功、功率、機械效率、重力計算公式的理解和掌握，同時考查滑輪組的設(shè)計與制作，遇到滑輪組繞線問題，先根據(jù)s=nh判斷出繩子的段數(shù)n，再根據(jù)“奇動偶定”的繞線法則來繞制繩子．