Question

“劈”是一種省力的簡(jiǎn)單機(jī)械，如圖所示，三角形劈的三個(gè)邊長a、b、c分別為3m、4m、5m，當(dāng)用力F向左推動(dòng)時(shí)，斜面c結(jié)合推桿滑輪可使平臺(tái)上的重物上升．
（1）試用圖中字母寫出該機(jī)械的總功、有用功的表達(dá)式．
（2）不計(jì)推桿及平臺(tái)的重力，不計(jì)摩擦，用30N的水平推力將重物推至頂端，求物體的重力．
（3）第二問中的不計(jì)摩擦應(yīng)包含哪幾種摩擦？分別在那幾個(gè)部位？

Answer 1

解：
（1）當(dāng)三角形劈向左移動(dòng)距離為b時(shí)，重物上升距離為a，
則利用三角形劈做的有用功：
W_有用=Ga，
做的總功：
W_總=Fb；
（2）不計(jì)推桿及平臺(tái)的重力，不計(jì)摩擦，額外功為0，做的總功等于有用功，
∴F×b=G×a，
即：30N×4m=G×3m，
∴G=40N；
（3）不計(jì)摩擦，其中包含滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦，在推桿與槽、劈與地面之間的是滑動(dòng)摩擦，在輪與斜面之間的是滾動(dòng)摩擦．
答：（1）該機(jī)械的總功為W_總=Fb、有用功為W_有用=Ga；
（2）物體的重力為40N．
（3）包含滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦，在推桿與槽、劈與地面之間的是滑動(dòng)摩擦，在輪與斜面之間的是滾動(dòng)摩擦．
分析：（1）當(dāng)三角形劈向左移動(dòng)距離為b時(shí)，重物上升距離為a，利用W_有用=Gh求有用功；利用W_總=Fs求做的總功；
（2）不計(jì)推桿及平臺(tái)的重力，不計(jì)摩擦，額外功為0，做的總功等于有用功，據(jù)此求物體的重力；
（3）該裝置中的摩擦有：在推桿與槽、劈與地面之間的滑動(dòng)摩擦，在輪與斜面之間的滾動(dòng)摩擦．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了利用三角形劈時(shí)有用功、總功的計(jì)算和摩擦的分類，本題難點(diǎn)在第二問，知道不計(jì)推桿及平臺(tái)的重力、不計(jì)摩擦?xí)r額外功為0是本題的關(guān)鍵．