Question

11．如图所示，滑轮和绳质量及摩擦不计，用力F提升原来静止的质量为m=10kg的物体，以大小为a=2m/s²的加速度匀加速上升．求
（1）头3秒内力F做的功；
（2）第3秒末力F的功率．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）滑轮省力，但不省功，滑轮和绳的质量及摩擦不计，则滑轮的效率为百分之百，物体受拉力和重力，根据牛顿第二定律求解重物受的拉力；根据运动学公式求解3s内的位移，根据W=FS求做的功即可．
（2）v=at求末速度，由P=Fv求功率

解答 解：（1）滑轮省力，但不省功，直接对物体受力分析，物体受两根绳的拉力T=2F和重力mg，
根据牛顿第二定律，有：T-mg=ma，
解得：T=m（g+a）=10×（10+2）=120N；
3s内的位移：s=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×2×3²=9m
拉力做功W=2Fs=Ts=120×9=1080J
（2）3s末的速度：v=at=2×3m/s=6m/s
所以3s末拉力的功率为：P=2Fv=TV=120N×6m/s=720W
答：（1）3s内力F做的功为1080J．
（2）第3秒末力F的功率为720W

点评 本题考查了牛顿第二定律应用与功、功率的计算的综合题，难度适中．