Question

14．小明用如图所示的滑轮组，在10s钟将质量为60kg的物体A匀速提升了2m．已知绳子自由端所有的拉力为200N．请计算处与此题相关的任意四个物理量（g取10N/kg）．

Answer 1

分析 已知物体的质量，可以求出物体所受的重力；已知物体上升的距离，可以求出绳子自由端移动的距离；
已知物体上升的高度及物体的运动时间，由速度公式可以求出物体的速度；已知物体上升的高度，物体所受的重力，由W=Gh可以求出做的有用功等；本题是一道开放题，只要所求问题合理即可．

解答 解：与此题相关的物理量：
①物体A的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N；
②绳子自由端移动的距离：s=4h=4×2m=8m；
③物体A上升的速度：v_A=$\frac{h}{t}$=$\frac{2m}{10s}$=0.2m/s；
④绳子自由端移动的速度：v_F=$\frac{s}{t}$=$\frac{8m}{10s}$=0.8m/s；
⑤有用功：W_有用=Gh=600N×2m=1200J；
⑥总功：W_总=Fs=200N×8m=1600J；
⑦额外功：W_额外=W_总-W_有用=1600J-1200J=400J；
⑧机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1200J}{1600J}$×100%=75%；
⑨有用功的功率 P_有用=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{1200J}{10s}$=120W；
⑩总功的功率  P_总=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1600J}{10s}$=160W．（答案不唯一）

点评 本题考查了相关的物理量的计算，是一道开放题，没有固定答案，解答只要合理、正确即可，答案不唯一．