Question

11．小科和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验．人以60N的力向下匀速拉动绕在滑轮组上的绳子的一端，物体的质量为10kg，10秒钟重物上升了0.8m，细绳的质量及摩擦均忽略不计．求：（g取10N/kg）
（1）物体上升的速度；
（2）人的拉力所做的功；
（2）动滑轮的质量；
（4）若绳子能承受的最大拉力为100N，所挂物体的最大质量．

Answer 1

分析 （1）已知10秒钟重物上升了0.8m，根据速度公式可求得物体上升的速度；
（2）由图可知，s=2h，根据W=Fs可求得人的拉力所做的功；
（3）已知物体的质量为10kg，可求得其重力，根据F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）可求得动滑轮的重力，然后可求得其质量，
（4）根据求得的动滑轮的重力，和绳子能承受的最大拉力为100N，利用F=$\frac{1}{2}$（G+G_动），可得挂物体的最大质量．

解答 解：（1）物体上升的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.8m}{10s}$=0.08m/s；
（2）由图可知，s=2h=2×0.8m=1.6m，人的拉力所做的功W=Fs=60N×1.6m=96J；
（3）物体的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N，
由图可知，重物由2段绳子承担，由F=$\frac{1}{2}$（G+G_动），可得G_动=2F-G=2×60N-100N=20N，
则m_动=$\frac{{G}_{动}}{g}$=$\frac{20N}{10N/kg}$=2kg．
（4）由F_最大=$\frac{1}{2}$（G′+G_动），可得，G′=2F_最大-G_动=2×100N-20N=180N．
物体的最大质量m′=$\frac{G′}{g}$=$\frac{180N}{10N/kg}$=18kg．
答：（1）物体上升的速度为0.08m/s；
（2）人的拉力所做的功为96J；
（2）动滑轮的质量为2kg；
（4）若绳子能承受的最大拉力为100N，所挂物体的最大质量为18kg．

点评 此题涉及到速度的计算，滑轮组绳子拉力的计算，功的计算等，考查的知识点较多，并且非常重要，需要熟练掌握相应的公式或规律，根据需要灵活进行公式变形．