Question

【題目】如圖是某校體育器械進行臂力訓練的示意圖，運動員通過拉力F的作用下來提升配重，以達到鍛煉臂力的目的．在一次訓練時，運動員加配重的質量為30kg，拉力F的作用下，配重在5s的時間里，勻速豎直上升了50cm．在這個過程中，動滑輪提升配重所做的有用功為W有 ， 運動員對繩子的拉力F做功的功率為 40W．忽略繩重和摩擦．（g取10N/kg）.
求：
（1）在此次訓練中運動員對繩子的拉力F的大小；
（2）動滑輪的重力．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖知，使用的滑輪組是兩定、一動，

承擔物重的繩子股數n=2，拉力端移動的距離：

s=2h=2×50cm=100cm=1m，

拉力端移動的速度：

v= = =0.2m/s，

拉力做功功率P= = =Fv，

則拉力F= = =200N

（2）解：）配重重力G=mg=30kg×10N/kg=300N，

忽略繩重和摩擦，拉力F= （G+G輪），則動滑輪重力：

G輪=2F﹣G=2×200N﹣300N=100N

【解析】（1）分析題圖，使用的滑輪組是兩定、一動，額承擔物重的繩子股數n=2，則拉力端移動的距離s=2h，利用速度公式求拉力端移動的速度，知道拉力做功功率，利用P=Fv求拉力大小；（2）求出配重重力，忽略繩重和摩擦，拉力F= （G+G輪），據此求動滑輪重力．
【考點精析】本題主要考查了滑輪組繩子拉力的計算的相關知識點，需要掌握1、根據題意確定重物和動滑輪的重力由幾段繩承擔，用n 表示．2、確定重物的上升距離，和拉力F 的繩端的移動距離；重物的上升距離為:h則拉力F 的繩端的移動距離就是：nh；3、看是否計動滑輪的重力．（繩重與摩擦一般情況都不計）當不計動滑輪重力時，拉力F = (1/n)G物 ；當計動滑輪重力時，拉力F = (1/n)（G物 + G輪）才能正確解答此題．