Question

11．小林和他的興趣小組利用如圖所示的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個(gè)滑輪組質(zhì)量為5kg，繩重、摩擦均忽略不計(jì)．人站在地面上以400N的力拉繞在滑輪組上的繩子的自由端，10s內(nèi)繩子自由端移動(dòng)了1.5m，重物上升0.5m．
（1）畫(huà)出小林興趣小組所用滑輪組的繞線情況．
（2）重物運(yùn)動(dòng)的速度？
（3）被吊起重物的質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)物體上升0.5m，繩子自由端下降1.5m，判斷出繩子段數(shù)為3，再根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則畫(huà)出繩子的繞法；
（2）利用v=$\frac{s}{t}$計(jì)算重物運(yùn)動(dòng)的速度；
（3）根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動(dòng)）求出物重，然后利用G=mg計(jì)算質(zhì)量．

解答 解：（1）由題意可知，向下拉繩子時(shí)，承擔(dān)動(dòng)滑輪及重物的繩子股數(shù)：n=$\frac{1.5m}{0.5m}$=3，根據(jù)“奇動(dòng)偶定”，繩子應(yīng)從動(dòng)滑輪掛鉤上開(kāi)始，如圖所示：

（2）重物運(yùn)動(dòng)的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.5m}{10s}$=0.05m/s；
（3）滑輪的重力G_動(dòng)=m_動(dòng)g=5kg×10N/kg=50N，
因?yàn)椴挥?jì)繩重、摩擦，F(xiàn)=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動(dòng)），
則被吊起重物的質(zhì)量m_物=$\frac{{G}_{物}}{g}$=$\frac{1150N}{10N/kg}$=115kg．
答：（1）滑輪組的繞線情況見(jiàn)解答圖．
（2）重物運(yùn)動(dòng)的速度為0.05m/s；
（3）被吊起重物的質(zhì)量是115kg．

點(diǎn)評(píng) 此題考查滑輪組的設(shè)計(jì)與組裝、速度的計(jì)算、滑輪組繩子拉力的計(jì)算，遇到滑輪組繞線問(wèn)題，先根據(jù)s=nh判斷出繩子的段數(shù)n，再根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的繞線法則來(lái)繞制繩子；