Question

用如图所示滑轮组，将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起10秒，绳子自由端的拉力为200N（不计摩擦和绳重），请你根据以上的已知条件求出至少五个相应物理量．（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：利用相应的公式可求以下物理量：
（1）知道物体重力，利用G=mg求物体的质量；
（2）知道物体移动的速度和时间，利用速度公式h=vt求物体被提起的高度；
（3）已知物重和物体被提起的高度，利用W=Gh可求有用功；
（4）由图知绳子的段数n=3，利用s=nh可求绳子自由端运动的距离；利用v_s=nv可求绳子自由端运动的速度；
（5）已知绳子自由端的拉力，利用W=Fs求拉力做的功；
（6）知道做功时间，利用P=可求拉力做功功率；
（7）可用公式η=×100%求此时滑轮组的机械效率；
等等．
解答：解：
（1）物体的质量m===48kg；
（2）物体移动的高度h=vt=0.3m/s×10s=3m；
（3）此过程对做的有用功W_有用=Gh=480N×3m=1440J；
（4）由图知，n=3，绳子自由端移动的速度v′=3v=3×0.3m/s=0.9m/s；
（5）绳子自由端移动的距离s=3×3m=9m；
（6）拉力做的功W_总=Fs=200N×9m=1800J；
（7）拉力做功功率P===180W．
（8）滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%．
答：根据已知条件求出的5个相关的物理量为（任选5个即可）
①物体的质量为48kg，
②物体移动的高度3m，
③拉力做的做功1440J
④绳子自由端移动的速度为0.4m/s，
⑤绳子自由端移动的距离9m，
⑥拉力做的总功为1800J
⑦拉力做功功率为180W．
⑧此时滑轮组的机械效率为80%．
点评：本题为答案开放型题目，要求认真分析题目提供已知条件，灵活运用所学知识求解，可以很好地锻炼分析题意利用所学求解的能力，好题！