Question

11．如图所示滑轮组的机械效率为80%．在自由端拉力F作用下，重1600N的物体以0.1m/s的速度匀速上升，则10s内对物体做的有用功为多少J？拉力的大小为多少N？

Answer 1

分析 （1）知道物体上升的速度和时间，利用速度公式求物体上升的高度h，利用W=Gh求有用功大小；
（2）知道使用滑轮组的机械效率，求出了有用功，利用效率公式求总功，根据s=nh求出拉力端移动的距离，再根据W_总=Fs求拉力大小．

解答 解：
（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，10s内物体上升的高度：
h=vt=0.1m/s×10s=1m，
对物体做的有用功：
W_有用=Gh=1600N×1m=1600J；
（2）因为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$，
所以拉力所做的总功：
W_总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{1600J}{80%}$=2000J，
由图可知，n=4，则绳端移动的距离：s=nh=4h=4×1m=4m，
因为W_总=Fs，
所以，拉力F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{2000J}{4m}$=500N；
答：10s内对物体做的有用功为1600J；拉力的大小为500N．

点评 本题考查了速度的计算、功的计算、机械效率的计算，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．