Question

如图所示，是工人用来粉刷楼房外墙壁的简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，工人用力拉绳子，装置可使工人与粉刷涂料及工具乘

Answer 1

解题思路：（1）设动滑轮和工作台的总重为G，工人的拉力为F₁，将工人、工作台、涂料、工具和动滑轮作为一个整体进行受力3F₁+F_N=G_总=G+G_人+G_工具，而地面的支持力F_N，等于地面受到的压力，知道此时对地面的压强，利用压强公式求地面的支持力F_N，据此求出动滑轮和工作台的总重；

（2）当工人竖直向下拉绳子时，目的是将人和工具提升，对人和工具做的功为有用功，人的拉力做的功为总功，利用效率公式求此装置的效率；

（3）求出拉力移动的距离，利用W=Fs求拉力做功，又知道做功时间，利用功率公式求工人做功功率．

（1）设动滑轮和工作台的总重为G，工人的拉力为F₁，将工人、工作台、涂料、工具和动滑轮作为一个整体进行受力分析，如图所示：

∵3F₁+F_N=G_总，

∴3F₁+F_N=G+G_人+G_工具，

又∵F_N=F_压=ps，

∴3F₁+ps=G+G_人+G_工具，

∴G=3F₁+ps-G_人-G_工具=3×200N+250 Pa×1.2m²-（60kg+10kg）×10N/kg=200N；

（2）此装置的机械效率：

η=

W有

W总=

(G人+G工具)h

F1•3h=

G人+G工具

3F1=

(60kg+10kg)×10N/kg

3×300N≈78%；

（3）s=3h=3×5m=15m，

工人拉绳子所做的功：

W=F₁s=300N×15m=4500J，

P=[W/t]=[4500J/10s]=450W．

答：（1）动滑轮和工作台的总重为200N；

（2）此装置的机械效率为78%；

（3）工人拉绳子所做的功为4500J，拉力的功率为450W．

点评：

本题考点： 滑轮与功的综合题；重力的计算；功的计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算．

考点点评： 本题的关键是承担物重的绳子股数的确定，因为人站在吊篮上，从定滑轮上引出的绳子也承担物重，这是本题的易错点．