Question

11．一个工人用如图所示的滑轮组得升2000N的货物，所用拉力600N，4s内物体升高1m，不考虎绳重和摩擦，求：
（1）拉力F的功率是多少？
（2）动滑轮自重是多少？
（3）若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为多少？

Answer 1

分析 （1）知道拉力大小和拉力移动的距离，根据公式W=Fs求出拉力做的总功；再根据公式P=$\frac{W}{t}$求出拉力的总功率；
（2）因为不计摩擦和绳重，根据以上的计算求出克服动滑轮重做的额外功W_额=W_总-W_有用，根据W_额=G_动h求出动滑轮重；
（3）再根据F_拉=$\frac{1}{4}$（G_物+G_动）求出此时的拉力．

解答 解：（1）绳子自由端移动距离s=nh=4×1m=4m，
拉力做的总功：W_总=Fs=600N×4m=2400J
拉力的总功率：
P_总=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{2400J}{4s}$=600W；
（2）物体上升的高度h=1m，
重物做的有用功：W_有用=Gh=2000N×1m=2000J，拉力克服动滑轮重做的额外功：
W_额=W_总-W_有=2400J-2000J=400J，
使用滑轮组时克服动滑轮重力做功为额外功，
由W_额=G_动h得，动滑轮重：G_动=$\frac{{W}_{额}}{h}$=$\frac{400J}{1m}$=400N，
（3）提升物体时的拉力：
F'=$\frac{1}{4}$（G'+G_动）=$\frac{1}{4}$×（3200N+400N）=900N．
答：（1）拉力F的功率为600W；
（2）动滑轮重为400N；
（3）若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为900N．

点评 此题主要考查的是学生对有用功、总功、额外功公式的理解和掌握，以及对滑轮组特点的认识和理解．