Question

如图所示，物体重为180N，滑轮重20N，要将物体匀速向上提起，不计摩擦，至少需要用________N的拉力．若在2s内将物体匀速提高1m，则拉力做功的功率为________W．在这个过程中，物体的动能________，重力势能________．（后两空填“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

100    100    不变    增大
分析：图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离s=2h；
（1）绳重和摩擦不计，利用F=（G_物+G_轮）求拉力F的大小；
（2）先根据S=nh求出自由端移动的距离，再根据W=FS求出拉力做的功，最后根据P=求出拉力的功率；
（3）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
解答：（1）图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，
∵绳重和摩擦不计，
∴拉力F的大小：
F=（G_物+G_轮）=（180N+20N）=100N；
（2）拉力F移动的距离s=2h=2×1m=2m，
拉力做的功：W=Fs=100N×2m=200J，
拉力的功率：P==100W；
（3）在这个过程中，物体匀速升高，质量始终不变，速度不变，高度增加，因此动能不变；重力势能增大．
故答案为：100；100；不变；增大．
点评：此题考查滑轮组绳子拉力的计算、功、功率的计算以及影响动能和重力势能的因素等，由动滑轮的特点知道：绳子自由端移动的距离与物体上升高度之间的关系是s=2h，这是本题的突破口．