Question

（2012?贛州二模）近年來，汽車逐步走進了普通百姓的家庭，汽車出現(xiàn)故障后，需要進行維修．小明家的汽車發(fā)動機在維修時，工人師傅要用一個滑輪組（如圖所示）把車里的發(fā)動機提起來，已知發(fā)動機質(zhì)量為180kg，滑輪組的機械效率約為60%，g取10N/kg．求：
（1）工人師傅要向下用力拉繩子，請在圖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)動機提起了1m，他做功的功率約為多少？

Answer 1

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)動機的重力；并且已知提升物體繩子的條數(shù)、機械效率，因此根據(jù)F=

Gh

ηs

=

G

nη

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=

W

t

求出功率．

解答：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)動機的重力：G=mg=180kg×10N/kg=1800N；
工人師傅的拉力：F=

Gh

ηs

=

G

nη

=

1800N

4×60%

=750N；
（3）s=h=4×1m=4m，
W=Fs=750N×4m=3000J，
P=

W

t

=

3000J

10s

=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)動機提起了1m，他做功的功率約為300W．

點評：本題考查的知識點比較多，重力的計算、滑輪組機械效率的應(yīng)用、功率的計算，是一道學(xué)科綜合題；需要注意的是有關(guān)滑輪組的計算，首先要認清滑輪組的繩子股數(shù)．