题目内容

13.如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图,运动员通过拉力F的作用下来提升配重,以达到锻炼臂力的目的.在一次训练时,运动员加配重的质量为30kg,拉力F的作用下,配重在5s的时间里,匀速竖直上升了50cm.在这个过程中,动滑轮提升配重所做的有用功为W有,运动员对绳子的拉力F做功的功率为 40W.忽略绳重和摩擦.(g取10N/kg)
求:
(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力F的大小;
(2)动滑轮的重力.

分析 (1)分析题图,使用的滑轮组是两定、一动,额承担物重的绳子股数n=2,则拉力端移动的距离s=2h,利用速度公式求拉力端移动的速度,知道拉力做功功率,利用P=Fv求拉力大小;
(2)求出配重重力,忽略绳重和摩擦,拉力F=$\frac{1}{2}$(G+G轮),据此求动滑轮重力.

解答 解:
(1)由图知,使用的滑轮组是两定、一动,
承担物重的绳子股数n=2,拉力端移动的距离:
s=2h=2×50cm=100cm=1m,
拉力端移动的速度:
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{1m}{5s}$=0.2m/s,
拉力做功功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv,
则拉力F=$\frac{P}{v}$=$\frac{40W}{0.2m/s}$=200N;
(2)配重重力G=mg=30kg×10N/kg=300N,
忽略绳重和摩擦,拉力F=$\frac{1}{2}$(G+G轮),则动滑轮重力:
G轮=2F-G=2×200N-300N=100N.
答:(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力的大小为200N;
(2)动滑轮的重力为100N.

点评 本题考查了速度公式、重力公式、功率公式的应用,分析题图确定承担物重的绳子股数n是本题的突破口!

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