Question

17．用如圖所示的滑輪組將重G=12N的物體勻速提升20cm．所用的拉力F=7N，（忽略摩擦阻力和繩子的重）
（1）所做的有用功為多少？動滑輪的自重？
（2）當(dāng)改為勻速提升18N的重物20cm時，求拉力F所做的功．

Answer 1

分析 （1）知道物體重和提升的高度，利用W_有用=Gh求有用功；由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，由于忽略摩擦阻力和繩子的重，利用F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪）求動滑輪重力；
（2）當(dāng)改為勻速提升18N的重物20cm時，利用s=3h求拉力端移動的距離，忽略摩擦阻力和繩子的重，利用F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪）求拉力，再利用W=Fs求拉力所做的功．

解答 解：
（1）W_有用=Gh=12N×0.2m=2.4J，
由圖知，n=3，
由于忽略摩擦阻力和繩子的重，
拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪）
所以動滑輪重力：
G_輪=3F-G=3×7N-12N=9N，
（2）當(dāng)改為勻速提升18N的重物20cm時，
s=3h=3×20cm=60cm=0.6m，
忽略摩擦阻力和繩子的重，
F′=$\frac{1}{3}$（G′+G_輪）=$\frac{1}{3}$（18N+9N）=9N，
拉力所做的功：
W′=F′s=9N×0.6m=5.4J．
答：（1）所做的有用功為2.4J；動滑輪的自重為9N；
（2）當(dāng)改為勻速提升18N的重物20cm時，拉力F所做的功為5.4J．

點評 本題考查了使用滑輪組拉力、有用功、總功的計算，利用好忽略摩擦阻力和繩子的重拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_輪）是關(guān)鍵．