Question

某物體在豎直方向受到90N的拉力，以0.2m/s的速度勻速向上運動．（空氣阻力不計）求：
（1）物體在10s內上升的距離．
（2）物體受到的重力．
（3）如圖所示，若改用機械效率為80%的滑輪組，用10N的拉力使物體仍以0.2m/s的速度勻速向右移動，求10s內人對物體所做的有用功率．

Answer 1

解：（1）∵v=，
∴物體上升的距離：
s=vt=0.2m/s×10s=2m；
（2）物體豎直向上做勻速直線運動，
處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：G=F=90N；
（3）∵v=，
∴物體的路程：
s=vt=0.2m/s×10s=2m；
由圖示滑輪組可知，n=3，
繩子自由端移動的距離s′=ns=3×2m=6m，
拉力做的功W=Fs′=10N×6m=60J，
∵η=，
∴W_有用=ηW=60J×80%=48J，
有用功率P===4.8W；
答：（1）物體在10s內上升的距離為2m．
（2）物體受到的重力為90N．
（3）10s內人對物體所做的有用功率為4.8W．
分析：（1）已知速度與運動時間，由速度公式的變形公式可以求出物體上升的高度．
（2）物體做勻速直線運動，由平衡條件可以求出重力．
（3）由速度公式的變形公式求出物體的路程；由圖示滑輪組可知，承重繩子的有效股數n=3，求出繩子自由端移動的距離，由W=Fs求出拉力的功，然后根據滑輪組的效率求出有用功，然后求出有用功率．
點評：本題考查了求物體路程、物體重力、有用功率等問題，應用速度公式的變形公式、功的計算公式、效率公式、功率公式即可正確解題，本題難度不大，是一道基礎題．