题文

使用滑轮组把重物提高0.6m时，绳子的自由端被拉下3m，请你在图中画出滑轮组的绕线方法，若拉绳的力是100N，额外功是60J，求被提起的重物重是多少？

题型：问答题  难度：中档

答案

滑轮组绳子的绕法：要求施力方向向下，绳子末端最后从定滑轮引出，反方向依次绕出，如图所示； 由题知，s=3m，h=0.6m 拉力做的总功： W总=Fs=100N×3m=300J， ∵W总=W有用+W额， ∴W有用=Gh=W总-W额=300J-60J=240J， ∴被提起的重物重： G= 240J h = 240J 0.6m =400N． 答：滑轮组的绕法如图所示，被提起的重物重为400N．

据专家权威分析，试题“使用滑轮组把重物提高0.6m时，绳子的自由端被拉下3m，请你在图中..”主要考查你对  功的计算，有用功和额外功，滑轮组的设计与组装  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算有用功和额外功滑轮组的设计与组装

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：有用功和额外功

• 有用功，额外功与总功：
  

  名称	定义	符号	公式	实例
  有用功	使用机械做功时对人们有用的功	W有	W有=Gh	从井中打水时提水所做的功
  额外功	对人们没有用但又不得不做的功	W额	——	从井中打水时提水桶和绳子所做的功
  总功	有用功与额外功之和	W总	W总=W有+W额	从井中打水时手的拉力所做的功

• 区分有用功和额外功：
      区分有用功与额外功的关键是看我们需要达到什么做功目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。例如：用桶将水从水井中提出来，提水是我们需要的，而提桶是不需要，但又不得不做的功，故克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功；如果是一只桶掉入水井里，我们要将桶从井中提出来，则克服桶重做的是有用功，而克服桶中可能带出来的水的重力所做的功就是额外功了。

•  计算有用功，额外功和总功的方法：
  1. 总功的计算：
  （1）定义法：W_总=Fs
  （2）总功等于有用功和额外功之和，即W_总=W_有用+W_额外
  （3）公式法：
  2. 有用功的计算方法：
  （1）定义法：W_有用=Gh
  （2）W有用=W_总-W_额外
  （3）公式法：
  3. 额外功的计算方法：
  （1）定义法：
  （2）W_额外=W_总-W_有用
  （3）公式法：

考点名称：滑轮组的设计与组装

• 组装滑轮组的要领：
  1、确定“n”。根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。
  
  2、确定动滑轮个数。
  （1）、当n为偶数时，动滑轮的个数是：
  （2）、当n为奇数时，动滑轮的个数是：
  
  3、确定定滑轮的个数。口诀：“一动配一定，偶数减一定，变向加一定。”
  （1）在不改变施力的方向时，以动滑轮个数为基数，按“一动配一定，偶数减一定”来确定定滑轮的个数。即：一个动滑轮配一个定滑轮；但当n为偶数时，定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。
  （2）在需要改变施力的方向时，仍以动滑轮的个数为基数，按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。即：在“一动配一定，偶数减一定”的基数上，再加上一个定滑轮。
  
  4、组装滑轮组。口诀：“奇动偶定”。确定好了动滑轮和定滑轮的个数后，再确定绳子的起始点。
  （1）当n为奇数时，绳子的起始点从动滑轮开始，经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。
  （2）当n为偶数时，绳子的起始点从定滑轮开始，经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。

• 滑轮组的绕线问题：
      一般来说，在给滑轮组绕线时，首先要确定承担物重的绳子股数n，然后根据“奇动偶定，由内向外”的原则绕绳。“奇、偶”是指承担物重的绳子股数，“动、定” 是指动滑轮和定滑轮。即如果n是奇数，则绳子起始端在动滑轮的小钩上开始绕起；如果n是偶数，则绳子起始端从定滑轮的小钩上开始绕起。需要注意的是：在绕线时，所画的线要直，并且要与两个滑轮外侧相切；在一般情况下，要在最后一股 (最外层)绳子的末端用箭头标出拉力的方向。在中考中此类问题包括以下几种类型：