Question

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（不計摩擦和繩重），請你根據以上的已知條件求出至少五個相應物理量．（g取10N/kg）

Answer 1

解：
（1）物體的質量m===48kg；
（2）物體移動的高度h=vt=0.3m/s×10s=3m；
（3）此過程對做的有用功W_有用=Gh=480N×3m=1440J；
（4）由圖知，n=3，繩子自由端移動的速度v′=3v=3×0.3m/s=0.9m/s；
（5）繩子自由端移動的距離s=3×3m=9m；
（6）拉力做的功W_總=Fs=200N×9m=1800J；
（7）拉力做功功率P===180W．
（8）滑輪組的機械效率η=×100%=×100%=80%．
答：根據已知條件求出的5個相關的物理量為（任選5個即可）
①物體的質量為48kg，
②物體移動的高度3m，
③拉力做的做功1440J
④繩子自由端移動的速度為0.4m/s，
⑤繩子自由端移動的距離9m，
⑥拉力做的總功為1800J
⑦拉力做功功率為180W．
⑧此時滑輪組的機械效率為80%．
分析：利用相應的公式可求以下物理量：
（1）知道物體重力，利用G=mg求物體的質量；
（2）知道物體移動的速度和時間，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n=3，利用s=nh可求繩子自由端運動的距離；利用v_s=nv可求繩子自由端運動的速度；
（5）已知繩子自由端的拉力，利用W=Fs求拉力做的功；
（6）知道做功時間，利用P=可求拉力做功功率；
（7）可用公式η=×100%求此時滑輪組的機械效率；
等等．
點評：本題為答案開放型題目，要求認真分析題目提供已知條件，靈活運用所學知識求解，可以很好地鍛煉分析題意利用所學求解的能力，好題！