Question

11．如圖所示為小敏設計的滑輪組裝置，每個滑輪重G=100N，繩子與滑輪之間的摩擦不考慮．某次，小敏用此裝置提升一個1100牛的重物M，在繩子自由端D處水平向右拉動15秒鐘，將M物體提高了10米．則：
（1）A是動滑輪，C是定滑輪（選填“動”或“定”）．
（2）小敏在繩子自由端D處的拉力至少應該多大？
（3）滑輪A對重物M做功多少？
（4）如果小敏是勻速拉動繩子的，小敏拉繩子的功率多大？

Answer 1

分析 （1）滑輪在使用過程中滑輪的軸隨著物體一起運動的是動滑輪，不隨物體一起運動的是定滑輪；
（2）由圖知承擔物重的繩子有3段，不計滑輪重、繩重和摩擦，使用滑輪組時，施加的拉力等于物重和動滑輪重的$\frac{1}{2}$；
（3）知道物重和提升的高度，利用W=Gh求滑輪A對重物做功；
（4）根據(jù)s=2h求出拉力移動的距離，知道拉力大小，利用W=Fs求拉力做功；
又知道做功時間，利用功率公式求拉力做功功率．

解答 解：
（1）由圖可知，A滑輪隨物體一起運動，所以A滑輪是動滑輪；C滑輪規(guī)定不動，所以C滑輪是定滑輪；
（2）由圖知承擔物重的繩子有2段，不計繩重和摩擦，
則F=$\frac{1}{2}$（G+G_動）=$\frac{1}{2}$×（1100N+100N）=600N；
（3）滑輪A對重物做功：W=Gh=1100N×10m=1.1×10⁴J；
（4）由圖中承擔物重的繩子股數(shù)n=2，拉力端移動距離：
s=2h=2×10m=20m，
拉做功：W_總=Fs=600N×20m=1.2×10⁴J，
拉力做功功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}J}{15s}$=8×10³W．
答：（1）動；定；（2）小敏在繩子自由端D處的拉力為600N；（3）滑輪A對重物M做功為1.1×10⁴J；（4）小敏拉繩子的功率為8×10³W．

點評 本題考查了動滑輪和定滑輪的特點、滑輪組繩子拉力的計算、功和功率的計算，屬于綜合性題目．