Question

6．兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验，用600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70%．
（1）画出兴趣小组所用滑轮组的绕线情况．
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起重物的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）先根据物体上升0.5m，绳子自由端下降1.5m，判断出绳子段数为3，再根据“奇动偶定”的原则画出绳子的绕法；
（2）利用W=Fs计算拉力做的功，然后利用P=$\frac{W}{t}$计算功率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$求出重物的重力，根据G=mg求出质量．

解答 解：（1）由题意可知，向下拉绳子时，承担动滑轮及重物的绳子股数：n=$\frac{1.5m}{0.5m}$=3，根据“奇动偶定”，绳子应从动滑轮挂钩上开始，如图所示：

（2）拉力做的功：
W_总=Fs=600N×1.5m=900J，
功率P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{900J}{10s}$=90W；
（2）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$可得，重物的重力：
G=3Fη=3×600N×70%=1260N，
由G=mg可得，重物的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1260N}{10N/kg}$=126kg；
答：（1）滑轮组的绕线情况见解答图．
（2）人的拉力做功的功率是90W；
（3）被吊起重物的质量是126kg．

点评 此题主要考查的是学生对功、功率、机械效率、重力计算公式的理解和掌握，同时考查滑轮组的设计与制作，遇到滑轮组绕线问题，先根据s=nh判断出绳子的段数n，再根据“奇动偶定”的绕线法则来绕制绳子．