Question

8．图甲是停车场出入口常见的道闸机，图乙是它的平面结构图，在一次工作过程中，电动机控制重60N的道闸杆，使其重心O上升了2m，已知闸机的效率为60%

（1）道闸杆的质量为6kg（取g=10N/kg）
（2）电动机提升道闸杆的有用功为120J，电动机做功为200J．
（3）在图乙中画出道闸杆所受重力及其力臂L．

Answer 1

分析 （1）利用G=mg计算道闸杆的质量；
（2）利用W=Gh计算有用功，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算电动机做功；
（3）重力G的作用点在道闸杆的重心，方向是竖直向下，重力的力臂是从支点A到重力作用线的垂直距离．

解答 解：（1）道闸杆的质量为：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{60N}{10N/kg}$=6kg；
（2）电动机提升道闸杆的有用功：
W=Gh=60N×2m=120J，
因为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$，
所以电动机做功：
W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{120J}{60%}$=200J；
（3）过道闸杆的重心沿竖直向下的方向画出重力G，过支点A向重力的作用线画垂线段就是重力的力臂L，如图所示：

故答案为：（1）6；（2）120；200；（3）见解答图．

点评 此题考查重力公式的应用、功和机械效率的计算、力的示意图和力臂的画法，是一道综合性较强的题目，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题．