Question

20．如图所示，重物在大小为30N的拉力F的作用下，以0.2m/s的速度匀速向上运动5s，动滑轮重10N，求：
（1）物体的重力；
（2）物体上升的距离；
（3）绳端移动的距离；
（4）物体重力做的功W_重及功率P_重；
（5）拉力F的功W_拉力及功率P_拉力（忽略绳重和摩擦）．

Answer 1

分析 （1）由图可知绳子的有效股数，根据F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）计算出物体重力；
（2）根据速度计算公式v=$\frac{s}{t}$计算物体上升的距离；
（3）根据s=nh求出绳端移动的距离；
（4）根据W=Gh计算重力所做的功，根据P=$\frac{W}{t}$计算重力做功的功率；
（5）利用W=Fs求出拉力做的功；根据P=$\frac{W}{t}$计算拉力做功的功率．

解答 解：（1）由图可知，n=3，忽略绳重和摩擦，
F=$\frac{1}{3}$（G+G_动），
即：30N=$\frac{1}{3}$×（G+10N），
G=80N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得，物体上升的高度：
h=vt=0.2m/s×5s=1m；
（3）绳端移动的距离s=nh=3×1m=3m；
（4）重力所做的功W=Gh=80N×1h=80J；
重力做功的功率P_重=$\frac{{W}_{重}}{t}$=$\frac{80J}{5s}$=16W；
（5）拉力做的功W_拉力=Fs=30N×3m=90J；
拉力的功率P_拉力=$\frac{{W}_{拉力}}{t}$=$\frac{90J}{5s}$=18W．
答：（1）物体的重力为80N；
（2）物体上升的距离为1m；
（3）绳端移动的距离3m；
（4）物体重力做的功W_重为80J，功率P_重为16W；
（5）拉力F的功W_拉力为90J，功率P_拉力为18W．

点评 本题考查了速度计算公式、功计算公式、功率计算公式的应用，利用好“s=nh”和“F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）”是关键．