Question

近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭．汽车出现故障后，需要进行维修．小明家的汽车发动机在维修时，工人师傅要用一个滑轮组（如图）把车里的发动机提起来．已知发动机质量为120kg，工人拉力为400N，在10s内发动机被提起了1m．
求：（g=10N/kg）
（1）发动机的重力是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）工人师傅做功的功率是多少？
（4）作出滑轮组（如右图）把车里的发动机提起时，发动机所受到的力的示意图．

Answer 1

解：（1）发动机的重力G=mg=120kg×10N/kg=1200N；
答：发动机的重力是1200N．
（2）克服发动机的重力做的有用功W_有=Gh=1200N×1m=1200J；
工人施加的拉力做的总功W_总=Fs=400N×1m×4=1600J；
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%．
答：滑轮组的机械效率是75%．
（3）工人师傅做功的功率P===160W．
答：工人师傅做功的功率是160W．
（4）确定发动机的中心，通过重心做竖直向下的重力G=1200N，
做竖直向上的拉力，因为有4根绳子承担，所以拉力为F=400N×4=1600N．
分析：（1）根据重力公式G=mg，可求出发动机的重力；
（2）克服发动机的重力做的功就是有用功，根据W_有=Gh求出有用功；拉力做的功就是总功，根据W_总=Fs求出总功；根据η=×100%，可求出滑轮组的机械效率；
（3）工人师傅做的功是总功，根据公式W_总=Fs可求出，用总功除以时间就是工人做功的功率．
（4）发动机受到地球吸引产生的重力，方向竖直向下和滑轮组的拉力，方向竖直向上．
点评：本题考查的知识点比较多，有：重力的计算、滑轮组机械效率的计算、功率的计算，是一道学科综合题；
需要注意的是有关滑轮组的计算，首先要认清滑轮组的绳子股数．