Question

18．如图所示，某矿厂工人用200N的水平拉力，抓紧绳子的一端沿水平地面匀速向右运动，在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m，根据题给条件，请你计算出与本题相关的7个物理量，要求写出简要说明和结果．（取g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）已知物体的质量，根据公式G=mg可求重力；
（2）已知动滑轮上绳子的段数和物体升高的高度，可求人运动的距离，根据公式v=$\frac{s}{t}$可求人运动的速度；
（3）已知拉力的大小和人运动的距离，根据公式W=Fs可求拉力做的总功；
（4）已知物体的重力和物体升高的高度，根据公式W=Gh可求做的有用功；
（5）有用功和总功的比值就是动滑轮的机械效率；
（6）已知总功和时间，利用P=$\frac{W}{t}$计算功率；
（7）沿水平地面匀速向右运动，此时拉力与摩擦力是一对平衡力．

解答 解：（1）物体的重力G=mg=32kg×10N/kg=320N；
（2）人运动的距离s=2h=2×4m=8m，
人运动速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{8m}{10s}$=0.8m/s；
（3）拉力F做功W_总=Fs=200N×8m=1600J；
（4）提升物体做功W_有用=Gh=320N×4m=1280J；
（5）机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1280J}{1600J}$×100%=80%；
（6）人做功的功率P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1600J}{10s}$=160W；
（7）因为工人沿水平地面匀速向右运动，
所以人受地面摩擦力f=F=200N．
答：①物体的重力320N；
②人运动速度 0.8m/s；
③拉力F做功1600J；
④提升物体做功 1280J；
⑤机械效率80%；
⑥人做功的功率160W；
⑦人受地面摩擦力200N

点评 本题主要从重力、距离、速度、总功、有用功、机械效率功率、摩擦力等方面设计的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，单个题目不难，但综合在一起还是有一定难度．