Question

“劈”是一种省力的简单机械，如图所示，三角形劈的三个边长a、b、c分别为3m、4m、5m，当用力F向左推动时，斜面c结合推杆滑轮可使平台上的重物上升．
（1）试用图中字母写出该机械的总功、有用功的表达式．
（2）不计推杆及平台的重力，不计摩擦，用30N的水平推力将重物推至顶端，求物体的重力．
（3）第二问中的不计摩擦应包含哪几种摩擦？分别在那几个部位？

Answer 1

解：
（1）当三角形劈向左移动距离为b时，重物上升距离为a，
则利用三角形劈做的有用功：
W_有用=Ga，
做的总功：
W_总=Fb；
（2）不计推杆及平台的重力，不计摩擦，额外功为0，做的总功等于有用功，
∴F×b=G×a，
即：30N×4m=G×3m，
∴G=40N；
（3）不计摩擦，其中包含滑动摩擦和滚动摩擦，在推杆与槽、劈与地面之间的是滑动摩擦，在轮与斜面之间的是滚动摩擦．
答：（1）该机械的总功为W_总=Fb、有用功为W_有用=Ga；
（2）物体的重力为40N．
（3）包含滑动摩擦和滚动摩擦，在推杆与槽、劈与地面之间的是滑动摩擦，在轮与斜面之间的是滚动摩擦．
分析：（1）当三角形劈向左移动距离为b时，重物上升距离为a，利用W_有用=Gh求有用功；利用W_总=Fs求做的总功；
（2）不计推杆及平台的重力，不计摩擦，额外功为0，做的总功等于有用功，据此求物体的重力；
（3）该装置中的摩擦有：在推杆与槽、劈与地面之间的滑动摩擦，在轮与斜面之间的滚动摩擦．
点评：本题考查了利用三角形劈时有用功、总功的计算和摩擦的分类，本题难点在第二问，知道不计推杆及平台的重力、不计摩擦时额外功为0是本题的关键．