Question

如图14是一个上肢力量健身器示意图．配重A受到的重力为1200N；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：0H=2：5．小成同学受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为F₁时，杠杆在水平位置平衡，配重A刚好拉起来．杠杆EH和细绳的质量均忽略不计；所有摩擦也忽略不计．求：
（1）判断滑轮B、C、D分别是定滑轮还是动滑轮？
答：滑轮B是______滑轮；滑轮C是______滑轮；滑轮D是______滑轮．
（2）不考虑动滑轮的重时，拉力F₁多大？
（3）若考虑动滑轮的重时，作用在H点竖直向下的拉力为F₂，其大小是260N，则动滑轮受到的重力G_动为多大？

Answer 1

解：
（1）由图知，人向下施力时，滑轮B、C的轴不随物体一起移动的滑轮称为定滑轮；滑轮D的轴和物体一起移动的滑轮称为动滑轮；
故答案为：（1）定；定；动；
（2）所有摩擦忽略不计，不考虑动滑轮的重时，作用在杠杆E端的力F_E=G=×1200N=600N，
∵F_E×OE=F_拉×OH，OE：0H=2：5
∴F_拉=F_E=×600N=240N；
答：不考虑动滑轮的重时，拉力F₁为240N；
（3）若考虑动滑轮的重时，作用在杠杆E端的力F_E′=（G+G_轮），
∵F_E′×OE=F₂×OH，OE：0H=2：5
∴F_E′=F₂，
∴（G+G_轮）=F₂，
即：（1200N+G_轮）=×260N，
解得：G_轮=100N．
答：动滑轮受到的重力为100N．
分析：（1）使用滑轮时，滑轮的轴不随物体一起移动的滑轮称为定滑轮；滑轮的轴和物体一起移动的滑轮称为动滑轮；据此判断；
（2）所有摩擦忽略不计，不考虑动滑轮的重时，作用在杠杆E端的力F_E=G，知道力臂关系，利用杠杆平衡条件求拉力F₁的大小；
（3）若考虑动滑轮的重时，作用在杠杆′E端的力F_E′=（G+G_轮），知道力臂关系、F₂大小，利用杠杆平衡条件求F_E′的大小，进而解得动滑轮受到的重力．
点评：本题考查了学生对动滑轮、定滑轮的定义和省力特点、杠杆平衡条件的掌握和运用，本题关键区分开：所有摩擦忽略不计，不考虑动滑轮的重时，作用在杠杆E端的力F=G；若考虑动滑轮的重时，作用在杠杆E端的力F=（G+G_轮）．