Question

17．用如图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm．所用的拉力F=7N，（忽略摩擦阻力和绳子的重）
（1）所做的有用功为多少？动滑轮的自重？
（2）当改为匀速提升18N的重物20cm时，求拉力F所做的功．

Answer 1

分析 （1）知道物体重和提升的高度，利用W_有用=Gh求有用功；由图知，承担物重的绳子股数n=3，由于忽略摩擦阻力和绳子的重，利用F=$\frac{1}{3}$（G+G_轮）求动滑轮重力；
（2）当改为匀速提升18N的重物20cm时，利用s=3h求拉力端移动的距离，忽略摩擦阻力和绳子的重，利用F=$\frac{1}{3}$（G+G_轮）求拉力，再利用W=Fs求拉力所做的功．

解答 解：
（1）W_有用=Gh=12N×0.2m=2.4J，
由图知，n=3，
由于忽略摩擦阻力和绳子的重，
拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_轮）
所以动滑轮重力：
G_轮=3F-G=3×7N-12N=9N，
（2）当改为匀速提升18N的重物20cm时，
s=3h=3×20cm=60cm=0.6m，
忽略摩擦阻力和绳子的重，
F′=$\frac{1}{3}$（G′+G_轮）=$\frac{1}{3}$（18N+9N）=9N，
拉力所做的功：
W′=F′s=9N×0.6m=5.4J．
答：（1）所做的有用功为2.4J；动滑轮的自重为9N；
（2）当改为匀速提升18N的重物20cm时，拉力F所做的功为5.4J．

点评 本题考查了使用滑轮组拉力、有用功、总功的计算，利用好忽略摩擦阻力和绳子的重拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_轮）是关键．