Question

9．小宇用如圖所示的滑輪組將重為200N的物體提至高處，不計繩重及摩擦．小宇對繩的拉力F為120N，物體在1min內(nèi)勻速上升了5m．
（1）使用該機(jī)械的好處是：既能省力，又能改變力的方向．
（2）請在圖上畫出繩子的繞法．
（3）將重物提升5m，求重物重力做的功和拉力做功的功率．

Answer 1

分析 （1）使用滑輪組的好處：一是可以省力，二是可以改變用力的方向；
（2）滑輪組繩子的繞法：要求施力方向向下，也就是說最后繩子必須從定滑輪繞出來，從而再往回畫，繞過上面定滑輪，再繞過下面的動滑輪，這樣反復(fù)完成；
（3）知道重物重力和升高的高度，利用W=Gh求重力做功；由圖知使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，拉力端移動距離s=nh，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功功率．

解答 解：
（1）使用該機(jī)械（滑輪組），能夠省力；向下用力拉繩子，物體上升，即能改變力的方向；
（2）要求施力方向向下，從繩子末端開始，依次繞過定滑輪、動滑輪，這樣反復(fù)完成，繞法如圖所示：

（3）重物重力做的功：W_有用=Gh=200N×5m=1000J；
由圖知，n=2，拉力端移動距離：s=2h=2×5m=10m，
拉力做功：W_總=Fs=120N×10m=1200J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$-$\frac{1200J}{60s}$=20W．
故答案為：
（1）省力；改變力的方向；
（2）如圖所示；
（3）重物重力做的功為1000J、拉力做功的功率為20W．

點評 本題考查了使用滑輪組的特點、滑輪組的繞法、功和功率的計算，屬于基礎(chǔ)題目．