Question

運(yùn)用知識(shí)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(gè)

費(fèi)力

杠桿．
②請(qǐng)你在圖1中畫出魚的受力示意圖，若圖中0為支點(diǎn)，請(qǐng)畫出釣魚竿釣魚時(shí)的阻力臂
（2）用如圖2所示的滑輪組來提水，已知每個(gè)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(jì)繩重和摩擦）求：
①拉力F的大小
②拉力F的功率
③計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率
④若滑輪組的機(jī)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(shí)物，體會(huì)支點(diǎn)的位置，從而進(jìn)一步判斷出動(dòng)力臂與阻力臂的長(zhǎng)度關(guān)系．
②魚處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到重力和拉力的作用．
過支點(diǎn)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(duì)每小題分析：
①繩重和摩擦不計(jì)，利用F=

1

2

（G_桶+G_水+G_動(dòng)）求拉力F的大小；
②求出拉力移動(dòng)的距離，知道拉力大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，利用功率公式求拉力的功率．
③利用公式η=

G

G+G動(dòng)

×100%求滑輪組的機(jī)械效率．
④把η=90%代入公式η=

G

G+G動(dòng)

×100%=

G ′ 水

G ′ 水 +G桶+G動(dòng)

×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(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，所以釣魚竿是費(fèi)力杠桿，費(fèi)力但省距離．
②魚處于靜止?fàn)顟B(tài)，它受到重力和繩的拉力，這兩個(gè)力等大反向，是一對(duì)平衡力．過支點(diǎn)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(fèi)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(jì)，
∴拉力F的大�。�
F=

1

2

（G_桶+G_水+G_動(dòng)）=

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(dòng)

×100%=

50N

50N+5N+5N

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

G水′

G水′+G桶+G動(dòng)

×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(jī)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(diǎn)評(píng)：本題也可先計(jì)算出有用功和總功，利用機(jī)械效率的公式求滑輪組的機(jī)械效率．