Question

8．如图所示，在C点作用方向始终与半径OC垂直、大小为F₃的力缓慢转动轮轴时，细绳不断缠绕于轮轴之上，细绳通过滑轮组拉动A物体沿斜面匀速向上运动了2m，力的传感器显示对A物体的拉力F₁为450N．（忽略轮轴摩擦）
（1）拉力F₁做功是多少？
（2）若滑轮组的机械效率为75%，绳对滑轮组拉力F₂是多少？
（3）若OB：OC=1：4，则F₃的大小为多少？

Answer 1

分析 （1）根据公式W=Fs计算拉力做的功；
（2）根据效率公式求出总功，计算出拉力物体所受大小；
（3）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂计算．

解答 解：（1）拉力F₁ 做的功W₁=F₁s₁=450N×2m=900J；
（2）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$得：
W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{900J}{75%}$=1200J，
由W_总=F₂s₂得：
F₂=$\frac{{W}_{总}}{{s}_{2}}$=$\frac{1200J}{4m}$=300N，
（3）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂，所以$\frac{{F}_{3}}{{F}_{2}}$=$\frac{OB}{OC}$=$\frac{1}{4}$
所以F₃=$\frac{1}{4}$F₂=$\frac{1}{4}$×300N=75N．
答：（1）拉力F₁做功是900J；
（2）若滑轮组的机械效率为75%，绳对滑轮组拉力F₂是300N；
（3）若OB：OC=1：4，则F₃是75N．

点评 此题主要考查的是学生对功率、有用功、机械效率、拉力计算公式及杠杆的平衡条件的理解和掌握，知识点较多，有一定难度．