Question

14．如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，将重为400牛的物体以2米/秒的速度匀速上升（动滑轮重和摩擦不计），求：
（1）拉力F为多少牛？
（2）拉力F在10秒钟内做功多少焦？
（3）拉力F做功的功率为多少瓦？

Answer 1

分析 （1）由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，动滑轮重和摩擦不计，根据F=$\frac{1}{n}$G计算拉力F；
（2）由s=nh=nvt计算绳子自由端移动距离，由W=Fs计算拉力做的功；
（3）由P=$\frac{W}{t}$计算拉力F做功的功率．

解答 解：
（1）由图知，n=2，动滑轮重和摩擦不计，
所以拉力F=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×400N=200N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$，物体上升高度h=vt，
绳子自由端通过距离：s=nh=nvt=2×2m/s×10s=40m，
所以拉力F在10秒钟内做功：
W=Fs=200N×40m=8000J；
（3）拉力F做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8000J}{10s}$=800W．
答：（1）拉力F为200N；
（2）拉力F在10秒钟内做功8000J；
（3）拉力F做功的功率为800W．

点评 本题考查绳子自由端拉力、功、功率的计算，关键从图中正确找到使用滑轮组承担物重的绳子股数．