题文

如图所示，小芳在研究动滑轮时，她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升，测得的实验数据如表所示。求： （1）手的拉力所做的有用功； （2）手的拉力所做的总功。

题型：计算题  难度：中档

答案

（1）30J （2）36J

据专家权威分析，试题“如图所示，小芳在研究动滑轮时，她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳..”主要考查你对  功的计算，滑轮（组）中拉力的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算滑轮（组）中拉力的计算

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：滑轮（组）中拉力的计算

• 滑轮组的省力情况：
  使用滑轮组时，滑轮组由几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

• 滑轮组由几股绳子承担物重：
      有几股绳与动滑轮相连，承担物重的绳子的股数n 就是几，而重物上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系是：s=nh。如图：在动、定滑轮之间画一条线，将它们分开，只算在动滑轮上的绳子的股数。
  
  例1如图甲、乙滑轮组装置，所有摩擦不计，分别用F1、F2竖直匀速拉动重物G，已知每个滑轮重力为 G／2，则力F1和F2之比为(  )
  
  
  A．1：1B．3：2C．2：3D．3：4
  解析：当考虑动滑轮的重力，不计摩擦时，F=，由图中滑轮组的绕线方法可知：F1=。
  答案：C
  
  滑轮组省力情况的判断
  1．滑轮组竖放：若不考虑动滑轮自重以及绳、轮摩擦，滑轮组用几股绳子吊着物体，提起物体所用的动力就是物重的几分之一，即；若考虑动滑轮自重，但忽略摩擦，此式变为F_拉= 。用“连动法”，弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数n，在图甲中我们以重物和动滑轮为研究对象，n=4，有四根绳子承担动滑轮及重物，所以用力。同理，分析乙图可知，提起重物及动滑轮的。
  
   2．滑轮组横放：在不考虑绳、轮摩擦时，滑轮组用几股绳拉着物体做匀速直线运动，拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一，即：。
  例1同一物体沿相同的水平地面被匀速移动，如下图所示，托力分别为F_甲、F_乙、F_丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则(   )
  
   A．F甲<F乙<F丙
  B．F甲>F乙>F丙
  C．F甲>F乙=F丙
  D．F甲=F乙>F丙
  解析：三种情况下物体与地面的摩擦都相等为f，甲是定滑轮，F_甲=f，乙是动滑轮，，丙是滑轮组，，即，选B。
  例2如图甲所示，物体4在拉力F的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数是5N，那么拉力，为_____N，物体A与地面间的摩擦力为_____N。
  
  解析：本题动滑轮的动力施加在转轴上，是一种费力的用法，其实质是动力臂是阻力臂一半的杠杆，要费力，其杠杆示意图如图所示。
  答案：10   5
  点拨：此题的图可以旋转90^。与常见的动滑轮对比。