Question

【題目】重力燈是英國里弗斯設計的一款概念環保燈，它是通過一定的裝置將重力勢能轉化為電能的設備.如圖所示，已知沙袋重力為200 N，用滑輪系統將它提升到2 m高處，然后放手讓沙袋下降到地面，此過程中重力所做的功是 J，利用滑輪系統的目的是.已知重力燈功率為0.5 W，重力勢能轉化為電能效率為50%，則每舉高一次該沙袋使重力燈正常照明 s.

Answer 1

【答案】400；改變力的方向；1600
【解析】解：由題知，沙袋重力為200N，被提高2m，所以沙袋下降到地面重力所做的功：W=Gh=200N×2m=400J；由圖知，使用的滑輪是一個定滑輪，所以提起沙袋時人可向下用力，即滑輪系統的目的是改變力的方向；由題知，重力勢能轉化為電能效率為50%，由 得重物重力做的功轉化的電能為：W電=ηW=50%×400J=200J，由 可得每舉高一次重物能使該燈正常照明的時間： ．
所以答案是：400，改變力的方向，400．
【考點精析】通過靈活運用定滑輪及其工作特點和功的計算，掌握使用定滑輪時不省力，也不多移動距離也不少移動距離，但能改變用力的方向；功的計算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m即可以解答此題．