Question

13．如图所示，用简单机械使重力都为200牛的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知0B=20A．
（1）F₁、F₂、F₃从大到小的顺序为F₂、F₁、F₃；
（2）求图乙中F₂的大小；
（3）利用图丙的机械，小明把此物体匀速提高5米，用时25秒，求拉力F₃的功率．

Answer 1

分析 （1）不计摩擦、机械自重及绳重，知道动力臂和阻力臂的大小关系，利用杠杆平衡条件求F₁、F₂的大小；利用F₃=$\frac{1}{3}$G求出F₃；通过比较得出从大到小的顺序；
（2）知道动力臂和阻力臂的大小关系、阻力G大小，利用杠杆平衡条件求F₂大小；
（3）求出F₃大小，s=3h，利用W=Fs求总功，又知道做功时间，利用功率公式P=$\frac{W}{t}$求拉力F₃的功率．

解答 解：
（1）由题知，不计摩擦、机械自重及绳重，
甲图，由于杠杆平衡，OB=2OA，所以F₁=$\frac{1}{2}$G；
乙图，由于杠杆平衡，OB=2OA，所以F₂=2G；
丙图，n=3，F₃=$\frac{1}{3}$G；
由以上分析可知，从大到小的顺序为：F₂、F₁、F₃；
（2）图乙中，OB=2OA，
因为F₂×OA=G×OB
所以F₂=2G=2×200N=400N；
（3）由图知，n=3，则
s=3h=3×5m=15m，
拉力F₃=$\frac{1}{3}$G=$\frac{1}{3}$×200N=$\frac{200}{3}$N，
拉力做功：
W=Fs=$\frac{200}{3}$N×15m=1000J，
拉力做功功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1000J}{25s}$=40W．
答：（1）F₂、F₁、F₃；
（2）图乙中F₂的大小为400N；
（3）拉力F₃的功率为40W．

点评 本题考查了学生对杠杆平衡条件、滑轮组省力特点、功率公式的掌握与运用，虽知识点多，但都属于常见题目．