Question

【題目】一名體重為520N、雙腳與地面接觸面積為400cm2的學(xué)生站在水平地面上向下拉繩，用滑輪組在10s內(nèi)將400N的重物勻速提升1m．提升重物的過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率是80%（不計(jì)繩重及摩擦），求：

（1）畫出滑輪組的繞線方式；
（2）拉力F的大小；拉力F的功率；
（3）他站在地面上勻速拉繩時(shí)地面對(duì)人的支持力．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖可知，學(xué)生站在地面上，所以最終的繩子自由端方向向下，則繩子的起始端應(yīng)在定滑輪上，如圖所示：

（2）解：不計(jì)繩重和摩擦，由η= 可得：

80%=

F=250N；

拉力端移動(dòng)距離s=2h=2×1m=2m，

拉力做功：W總=Fs=250N×2m=500J，

拉力做功功率：P= =50W；

（3）解：他站在地面上勻速拉繩時(shí)，G人=F支+F，則

地面對(duì)人的支持力：F支=G人﹣F=520N﹣250N=270N．

【解析】（1）應(yīng)使繩子自由端方向向下，繩子的起始端固定在定滑輪上；
（2）機(jī)械效率已知，可以根據(jù)機(jī)械效率的公式以及功的計(jì)算拉力F的大小；利用公式W＝Fs計(jì)算出拉力做的功，再利用公式計(jì)算拉力做功的功率；
（3）人站在地面上勻速拉繩時(shí)，對(duì)人進(jìn)行受力分析可知，G人=F支+F，據(jù)此求出地面對(duì)人的支持力 .
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解滑輪組繩子拉力的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，掌握1、根據(jù)題意確定重物和動(dòng)滑輪的重力由幾段繩承擔(dān)，用n 表示．2、確定重物的上升距離，和拉力F 的繩端的移動(dòng)距離；重物的上升距離為:h則拉力F 的繩端的移動(dòng)距離就是：nh；3、看是否計(jì)動(dòng)滑輪的重力．（繩重與摩擦一般情況都不計(jì)）當(dāng)不計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)G物 ；當(dāng)計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)（G物 + G輪），以及對(duì)功的計(jì)算的理解，了解功的計(jì)算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．