Question

近年來，汽車逐步走進(jìn)了普通百姓的家庭，汽車出現(xiàn)故障后，需要進(jìn)行維修．小明家的汽車發(fā)動機(jī)在維修時，工人師傅要用一個滑輪組（如圖所示）把車?yán)锏陌l(fā)動機(jī)提起來，已知發(fā)動機(jī)質(zhì)量為180kg，滑輪組的機(jī)械效率約為60%，g取10N/kg．求：
（1）工人師傅要向下用力拉繩子，請?jiān)趫D中畫出工人師傅最省力的繩子繞法．
（2）工人師傅的拉力約為多少？
（3）若工人師傅在10s內(nèi)將發(fā)動機(jī)提起了1m，他做功的功率約為多少？

Answer 1

解：（1）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：
（2）發(fā)動機(jī)的重力：G=mg=180kg×10N/kg=1800N；
工人師傅的拉力：F====750N；
（3）s=h=4×1m=4m，
W=Fs=750N×4m=3000J，
P===300W．
答：（2）工人師傅的拉力約為750N．
（3）若工人師傅在10s內(nèi)將發(fā)動機(jī)提起了1m，他做功的功率約為300W．
分析：（1）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，因此可以根據(jù)最后繩子的位置確定繩子的繞法；
（2）先根據(jù)G=mg求出發(fā)動機(jī)的重力；并且已知提升物體繩子的條數(shù)、機(jī)械效率，因此根據(jù)F==即可求出拉力的大��；
（3）先根據(jù)s=nh求出自由端繩子移動的距離，然后根據(jù)W=Fs求出工人師傅做的總功，再利用P=求出功率．
點(diǎn)評：本題考查的知識點(diǎn)比較多，重力的計(jì)算、滑輪組機(jī)械效率的應(yīng)用、功率的計(jì)算，是一道學(xué)科綜合題；需要注意的是有關(guān)滑輪組的計(jì)算，首先要認(rèn)清滑輪組的繩子股數(shù)．