Question

17．将重为16牛的物体用图示装置在5秒内匀速提升2米，已知动滑轮重力为4牛，不计轮轴间摩擦及绳重，求：
（1）拉力的大小F；
（2）该过程中的有用功W_有；
（3）该过程中拉力功率P．

Answer 1

分析 （1）该滑轮为动滑轮，不计轮轴间摩擦及绳重，手对绳子的拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_轮）；
（2）利用W=Gh求拉力做的有用功；
（3）拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求拉力所做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功的功率．

解答 解：
（1）该滑轮为动滑轮，不计轮轴间摩擦及绳重，则手对绳子的拉力：
F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_轮）=$\frac{1}{2}$（16N+4N）=10N；
（2）拉力做的有用功：
W_有用=G_物h=16N×2m=32J；
（3）拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m，
拉力所做的功：
W=Fs=10N×4m=40J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{40J}{5s}$=8W．
答：（1）拉力的大小为10N；
（2）该过程中的有用功为32J；
（3）该过程中拉力功率为8W．

点评 本题考查了使用动滑轮时拉力、有用功、总功、功率的计算，要利用好：不计轮轴间摩擦及绳重，手对绳子的拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_轮）．