Question

小明用如图所示的滑轮组，在4s内将质量为60kg的物体A匀速提升了0.5m．已知绳子自由端所用的拉力F为200N．这个过程中拉力的功率为多大？每个滑轮多重？（g取10N/kg，大小滑轮重一样）

Answer 1

解：如图所示的滑轮组，有两个动滑轮，是由四股绳子承担，所以s=4h，
在这个过程中拉力做的功W_总=FS=F×4h=200N×4×0.5m=400J，
∴拉力的功率P===100W．
克服物体重力做的功W_有用=Gh=mgh=60×10N/kg×0.5m=300J，
∴克服动滑轮重力做的功W_额=W_总-W_有用=400J-300J=100J，
由W_额=2G_动h得：
G_动=×=×=100N
答：这个过程中拉力的功率为100W，每个滑轮重为100N．
分析：（1）已知拉力的大小和物体升高的高度，以及动滑轮上绳子的段数，根据公式W=FS可求在这个过程中拉力做的功，这个功为总功．根据公式P=求拉力的功率．
（2）克服物体重力做的功为有用功，根据公式W=Gh可求，有用功与总功的差就是该滑轮组的额外功，利用W_额⁼G_动h的变形式即可求出动滑轮的重力．
点评：本题考查功的计算和滑轮组的额外功的计算，关键是公式的应用，难点是判断动滑轮上绳子的段数，还有知道额外功是由于克服动滑轮重力做的功．