Question

17．將重為16牛的物體用圖示裝置在5秒內勻速提升2米，已知動滑輪重力為4牛，不計輪軸間摩擦及繩重，求：
（1）拉力的大小F；
（2）該過程中的有用功W_有；
（3）該過程中拉力功率P．

Answer 1

分析 （1）該滑輪為動滑輪，不計輪軸間摩擦及繩重，手對繩子的拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_輪）；
（2）利用W=Gh求拉力做的有用功；
（3）拉力端移動距離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）該滑輪為動滑輪，不計輪軸間摩擦及繩重，則手對繩子的拉力：
F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_輪）=$\frac{1}{2}$（16N+4N）=10N；
（2）拉力做的有用功：
W_有用=G_物h=16N×2m=32J；
（3）拉力端移動距離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）拉力的大小為10N；
（2）該過程中的有用功為32J；
（3）該過程中拉力功率為8W．

點評 本題考查了使用動滑輪時拉力、有用功、總功、功率的計算，要利用好：不計輪軸間摩擦及繩重，手對繩子的拉力F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_輪）．