Question

18．如圖1所示，建筑工人用滑輪組提升重為285N的水泥桶，動滑輪重為15N，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重．工人在將水泥桶勻速向上拉的過程中，水泥桶上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系如圖2所示．由此可知：
（1）水泥桶勻速上升的速度為多少？
（2）0～10s中建筑工人對繩的拉力做的功為多少？

Answer 1

分析 （1）由圖2水泥桶上升的高度h隨時間t變化關(guān)系可知水泥桶勻速上升，由圖知在10s內(nèi)上升了3m，利用速度公式求水泥桶勻速上升的速度；
（2）從滑輪組的結(jié)構(gòu)圖上得出直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)n，則s=nh，
由圖知0～10s內(nèi)水泥桶上升的高度，求出拉力端移動的距離；
不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，利用F=$\frac{1}{3}$（G_動+G_物）求拉力大小，再利用W=Fs求拉力做的功．

解答 解：
（1）由圖知水泥桶在10s內(nèi)上升了3m，水泥桶勻速上升的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3m}{10s}$=0.3m/s；
（2）由圖知0～10s內(nèi)水泥桶上升的高度h₁=3m，拉力端移動的距離s=3h₁=3×3m=9m，
不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，
F=$\frac{1}{3}$（G_動+G_物）=$\frac{1}{3}$（285N+15N）=100N，
拉力做的功：
W=Fs=100N×9m=900J．
答：（1）水泥桶勻速上升的速度為0.3m/s；
（2）0～10s中建筑工人對繩的拉力做的功為900J．

點評 本題考查了學(xué)生的識圖能力，同時考查了學(xué)生對功的公式、滑輪組s=nh的理解和運用，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，利用F=$\frac{1}{3}$（G_動+G_物）求拉力大小是本題的關(guān)鍵．