Question

如图所示为一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁升降装置示意图，上端固定在楼顶．若动滑轮质量为2.5kg，工作台质量为7.5kg，涂料和所有工具质量为20kg，工人师傅的质量为60kg，绳重及摩擦不计（g取10N/kg）．当工作台停在距地面10m高处时，工人师傅对绳子的拉力为________N；若工作台从距地面10m高处上升到距地面30m高处，工人师傅最少需要做________J的功．

Answer 1

300    1.8×10⁴
分析：将动滑轮、工作台、涂料和工具以及工人自身看作一个整体，这个整体停在距地面10m高处时，处于静止状态，那么这个整体受到的拉力和自身的重力是一对平衡力，计算拉力时，三段绳子都承担了拉力，因此F=G．
计算工人做的功时，绳端移动的距离为工作台被提升距离的3倍（和动滑轮相连的有两段绳子），再由W=FS求解．
解答：m=2.5kg+7.5kg+20kg+60kg=90kg，G=mg=90kg×10N/kg=900N，
∵n=3
∴F=G=×900N=300N；
由于滑轮组中，与动滑轮组及物体相连的有三段绳子，所以绳子自由端移动的距离为物体上升距离的3倍，则：
W=FS=300N×3×20m=1.8×10⁴J；
故答案为：300，1.8×10⁴．
点评：会判断物体是否受力平衡，利用二力平衡知识会解决相关问题，并能够熟练应用重力和功的计算．