Question

11．如圖所示，滑輪和繩質(zhì)量及摩擦不計(jì)，用力F提升原來靜止的質(zhì)量為m=10kg的物體，以大小為a=2m/s²的加速度勻加速上升．求
（1）頭3秒內(nèi)力F做的功；
（2）第3秒末力F的功率．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）滑輪省力，但不省功，滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦不計(jì)，則滑輪的效率為百分之百，物體受拉力和重力，根據(jù)牛頓第二定律求解重物受的拉力；根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解3s內(nèi)的位移，根據(jù)W=FS求做的功即可．
（2）v=at求末速度，由P=Fv求功率

解答 解：（1）滑輪省力，但不省功，直接對物體受力分析，物體受兩根繩的拉力T=2F和重力mg，
根據(jù)牛頓第二定律，有：T-mg=ma，
解得：T=m（g+a）=10×（10+2）=120N；
3s內(nèi)的位移：s=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×2×3²=9m
拉力做功W=2Fs=Ts=120×9=1080J
（2）3s末的速度：v=at=2×3m/s=6m/s
所以3s末拉力的功率為：P=2Fv=TV=120N×6m/s=720W
答：（1）3s內(nèi)力F做的功為1080J．
（2）第3秒末力F的功率為720W

點(diǎn)評 本題考查了牛頓第二定律應(yīng)用與功、功率的計(jì)算的綜合題，難度適中．