Question

3．建筑工人用如图所示的机械提升重物，在一次作业中，工人在30s内将重物匀速提升10m，做功6000J，每个滑轮重50N，不计绳重和摩擦．
（1）使用该机械的优点有既能省力，又能改变力的方向；
（2）使用该机械，绳子自由端每通过2m时，重物就上升1m；
（3）在本次作业中，工人做功的功率是200W；
（4）本次提升的重物的重力是多大？（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）滑轮组是将定滑轮与动滑轮结合在一起，既能省力，又能改变力的方向；
（2）分析图中滑轮组的结构，得出承担物重的绳子股数n=2，则拉力端移动的距离s=2h；
（3）根据公式P=$\frac{W}{t}$进行计算；
（4）根据W=Fs求出拉力，因不计摩擦及绳重，根据F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_动）求出物体的重力．

解答 解：
（1）由图可知，滑轮组有两段绳子，力的方向向下，因此可以省力，同时能改变力的方向；
（2）由图可知，n=2，
则物体上升的高度：h=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×2m=1m，
（3）工人做功的功率为：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6000J}{30s}$=200W；
（4）根据W=Fs可知，
拉力为：F=$\frac{W}{s}$=$\frac{W}{2h}$=$\frac{6000J}{2×10m}$=300N；
不计摩擦及绳重，
根据F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）可知，
物体的重力为：G=2F-G_动=2×300N-50N=550N．
故答案为：（1）既能省力，又能改变力的方向；（2）1；（3）200；（4）重物的重力为550N．

点评 本题考查了使用滑轮组拉力的计算，利用好推导公式不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_动）是本题的关键．