Question

運用知識解決問題：
（1）如圖1是小云從水中釣魚的示意圖所用的釣魚竿是一個

費力

杠桿．
②請你在圖1中畫出魚的受力示意圖，若圖中0為支點，請畫出釣魚竿釣魚時的阻力臂
（2）用如圖2所示的滑輪組來提水，已知每個滑輪重5N，空桶重5N，桶中裝5kg水，現(xiàn)將這桶水在20s內(nèi)勻速提升5m，（不計繩重和摩擦）求：
①拉力F的大小
②拉力F的功率
③計算滑輪組的機械效率
④若滑輪組的機械效率是90%，滑輪的重不變，則桶中的水的質(zhì)量變化了多少．
（g取10N/kg）

Answer 1

分析：（1）①本題的解題關(guān)鍵是通過觀察實物，體會支點的位置，從而進一步判斷出動力臂與阻力臂的長度關(guān)系．
②魚處于靜止狀態(tài)，受到重力和拉力的作用．
過支點向阻力的作用線作垂線，得到的垂線段就是阻力臂．
（2）首先判斷繩子段數(shù)n=2，然后對每小題分析：
①繩重和摩擦不計，利用F=

1

2

（G_桶+G_水+G_動）求拉力F的大�。�
②求出拉力移動的距離，知道拉力大小和運動時間，利用功率公式求拉力的功率．
③利用公式η=

G

G+G動

×100%求滑輪組的機械效率．
④把η=90%代入公式η=

G

G+G動

×100%=

G ′ 水

G ′ 水 +G桶+G動

×100%，求出水的重力，再求出水的質(zhì)量，最后求出質(zhì)量的變化量．

解答：解：（1）①使用釣魚竿時，動力臂小于阻力臂，所以釣魚竿是費力杠桿，費力但省距離．
②魚處于靜止狀態(tài)，它受到重力和繩的拉力，這兩個力等大反向，是一對平衡力．過支點O向阻力G的作用線作垂線，這條垂線段就是阻力臂，如圖中L₂所示：
故答案為：
（1）①費力
②如圖所示
（2）由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，
①桶中水的重力G=m_水g=5kg×10N/kg=50N
∵繩重和摩擦不計，
∴拉力F的大小：
F=

1

2

（G_桶+G_水+G_動）=

1

2

（5N+50N+50N）=30N
答：拉力F為30N．
②s=nh=2×5m=10m
W=Fs=30N×10m=300J
P=

W

t

=

300J

20s

=15W
答：拉力F的功率為15W．
③η=

G水

G水+G桶+G動

×100%=

50N

50N+5N+5N

×100%=83.3%
答：滑輪組的機械效率為83.3%．
④把η=90%、G_動=5N，G_桶=5N，代入公式η=

G水′

G水′+G桶+G動

×100%，求得：G′_水=90N．
∴m′_水=

G水′

g

=

90N

10N/kg

=9kg
則桶中的水的質(zhì)量變化了9kg-5kg=4kg
答：若滑輪組的機械效率是90%，滑輪的重不變，則桶中的水的質(zhì)量變化了4kg．

點評：本題也可先計算出有用功和總功，利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率．