Question

小明用如圖所示的滑輪組，在4s內將質量為60kg的物體A勻速提升了0.5m．已知繩子自由端所用的拉力F為200N．這個過程中拉力的功率為多大？每個滑輪多重？（g取10N/kg，大小滑輪重一樣）

Answer 1

【答案】分析：（1）已知拉力的大小和物體升高的高度，以及動滑輪上繩子的段數，根據公式W=FS可求在這個過程中拉力做的功，這個功為總功．根據公式P=求拉力的功率．
（2）克服物體重力做的功為有用功，根據公式W=Gh可求，有用功與總功的差就是該滑輪組的額外功，利用W_額⁼G_動h的變形式即可求出動滑輪的重力．
解答：解：如圖所示的滑輪組，有兩個動滑輪，是由四股繩子承擔，所以s=4h，
在這個過程中拉力做的功W_總=FS=F×4h=200N×4×0.5m=400J，
∴拉力的功率P===100W．
克服物體重力做的功W_有用=Gh=mgh=60×10N/kg×0.5m=300J，
∴克服動滑輪重力做的功W_額=W_總-W_有用=400J-300J=100J，
由W_額=2G_動h得：
G_動=×=×=100N
答：這個過程中拉力的功率為100W，每個滑輪重為100N．
點評：本題考查功的計算和滑輪組的額外功的計算，關鍵是公式的應用，難點是判斷動滑輪上繩子的段數，還有知道額外功是由于克服動滑輪重力做的功．