Question

11．運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題：
（1）騎自行車(chē)下坡時(shí)，不蹬腳踏板，速度也會(huì)越來(lái)越快，這是因?yàn)椋合缕聲r(shí)自行車(chē)和人的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能變大，而自行車(chē)和人的質(zhì)量一定，所以速度越來(lái)越快．
（2）請(qǐng)畫(huà)出圖甲杠桿的動(dòng)力臂．
（3）用圖乙所示的滑輪組勻速提升重物，動(dòng)滑輪中20N，物重100N，繩自由端在30s內(nèi)移動(dòng)了3m，則拉力做功的功率為多大？（不計(jì)繩重和摩擦）（寫(xiě)出解題過(guò)程）

Answer 1

分析 （1）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大；重力勢(shì)能大小的影響因素：質(zhì)量和高度，質(zhì)量越大，高度越高，重力勢(shì)能越大．
（2）已知支點(diǎn)和動(dòng)力的方向，過(guò)支點(diǎn)作垂直于動(dòng)力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段，即動(dòng)力臂．
（3）利用W=Fs求出拉力做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$計(jì)算拉力做功的功率．

解答 解：（1）自行車(chē)在下坡過(guò)程中，自行車(chē)和人質(zhì)量不變、高度減小，其重力勢(shì)能減小，自行車(chē)和人質(zhì)量不變、速度變大，其動(dòng)能變大；由于自行車(chē)和人的質(zhì)量一定，所以速度越來(lái)越快．
（2）過(guò)支點(diǎn)O作動(dòng)力F₁作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段，即動(dòng)力臂L₁；如圖所示：

（3）據(jù)圖乙可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n，
拉力為F=$\frac{G+{G}_{動(dòng)}}{3}$=$\frac{100N+20N}{3}$=40N，
拉力做的功W=Fs=40N×3m=120J，
拉力做功的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{120J}{30s}$=4W．
故答案為：（1）重力勢(shì)；質(zhì)量；（2）如上圖；（3）4W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了動(dòng)能和勢(shì)能的影響因素，屬于基礎(chǔ)題目．