Question

6．某同學(xué)用如圖所示的滑輪組提升一重物，不計(jì)摩擦和繩重，當(dāng)他用250N的力在10s內(nèi)將重為400N的物體豎直向上勻速提起2m時(shí)，求：
（1）拉力做功多少J？
（2）拉力做功的功率多大？
（3）若不用滑輪組直接提上去需做多少功？
（4）若用這個(gè)滑輪組提起500N的物體，則拉力又是多大？

Answer 1

分析 （1）利用W_總=Fs計(jì)算拉力做功；
（2）利用P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$計(jì)算拉力功率；
（3）不用滑輪組直接提上去需做功為有用功，利用W_有=Gh計(jì)算；
（4）利用F=$\frac{1}{2}$（G+G_輪）計(jì)算出動(dòng)滑輪重，在利用F=$\frac{1}{2}$（G+G_輪）計(jì)算拉力大�。�

解答 解：
（1）由圖可知，n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離：s=2h=2×2m=4m，
拉力做功：W_總=Fs=250N×4m=1000J；
（2）拉力做功的功率：P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{1000J}{10s}$=100W；
（3）不用滑輪組直接提上去需做功為有用功：W_有=Gh=400N×2m=800J；
（4）不計(jì)摩擦和繩重，由F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）可得，
動(dòng)滑輪重力：G_動(dòng)=nF-G=2×250N-400N=100N，
用這個(gè)滑輪組提起500N的物體時(shí)，拉力：F′=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動(dòng)）=$\frac{1}{2}$（500N+100N）=300N．
答：（1）拉力做功1000J；
（2）拉力做功的功率為100W；
（3）若不用滑輪組直接提上去需做功800J；
（4）若用這個(gè)滑輪組提起500N的物體，則拉力為300N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組有用功、總功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算，用好不計(jì)繩重和摩擦?xí)r拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_輪）是本題的關(guān)鍵．