Question

（2006?海淀區(qū)模擬）用如圖所示滑輪組，將480N的物體以0.3m/s的速度勻速提起10秒，繩子自由端的拉力為200N（不計(jì)摩擦和繩重），請(qǐng)你根據(jù)以上的已知條件求出至少五個(gè)相應(yīng)物理量．（g取10N/kg）

Answer 1

分析：利用相應(yīng)的公式可求以下物理量：
（1）知道物體重力，利用G=mg求物體的質(zhì)量；
（2）知道物體移動(dòng)的速度和時(shí)間，利用速度公式h=vt求物體被提起的高度；
（3）已知物重和物體被提起的高度，利用W=Gh可求有用功；
（4）由圖知繩子的段數(shù)n=3，利用s=nh可求繩子自由端運(yùn)動(dòng)的距離；利用v_s=nv可求繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度；
（5）已知繩子自由端的拉力，利用W=Fs求拉力做的功；
（6）知道做功時(shí)間，利用P=

w

t

可求拉力做功功率；
（7）可用公式η=

W有用

W總

×100%求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率；
等等．

解答：解：
（1）物體的質(zhì)量m=

G

g

=

480N

10N/kg

=48kg；
（2）物體移動(dòng)的高度h=vt=0.3m/s×10s=3m；
（3）此過程對(duì)做的有用功W_有用=Gh=480N×3m=1440J；
（4）由圖知，n=3，繩子自由端移動(dòng)的速度v′=3v=3×0.3m/s=0.9m/s；
（5）繩子自由端移動(dòng)的距離s=3×3m=9m；
（6）拉力做的功W_總=Fs=200N×9m=1800J；
（7）拉力做功功率P=

W總

t

=

1800J

10s

=180W．
（8）滑輪組的機(jī)械效率η=

W有用

W總

×100%=

1440J

1800J

×100%=80%．
答：根據(jù)已知條件求出的5個(gè)相關(guān)的物理量為（任選5個(gè)即可）
①物體的質(zhì)量為48kg，
②物體移動(dòng)的高度3m，
③拉力做的做功1440J
④繩子自由端移動(dòng)的速度為0.4m/s，
⑤繩子自由端移動(dòng)的距離9m，
⑥拉力做的總功為1800J
⑦拉力做功功率為180W．
⑧此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%．

點(diǎn)評(píng)：本題為答案開放型題目，要求認(rèn)真分析題目提供已知條件，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)求解，可以很好地鍛煉分析題意利用所學(xué)求解的能力，好題！