Question

1．用如图甲所示的滑轮组，将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示．（不计绳重和摩擦）则：在0～1s内，地面对物体的支持力等于10N；在2～3s内，拉力F做的功等于360J．

Answer 1

分析 由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h．
（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F_拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F_拉=$\frac{1}{3}$（F′+G_动）；
地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；
（2）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W=FS求拉力所做的功．

解答 解：
（1）由图乙可知，在0～1s内，拉力F=30N．取重物为研究对象，受到向下的重力G，向上的支持力F_支，及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；
地面对重物的支持力F_支=G-F′=G-3F_拉=100N-3×30N=10N；
（2）由图可知在2～3s内，拉力F₃=40N，重物上升高度h₃=4.5-1.5=3m
拉力F的作用点下降的距离s₃=3h₃=3×3m=9m，
拉力做的功：
W=F₃S₃=40N×9m=360J
故答案为：10；360．

点评 本题是一道力学综合题，涉及到功、功率的计算，能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键．