Question

小明用如圖所示的滑輪組，在10s鐘內將質量為60kg的物體A勻速提升了2m．已知繩子自由端所用的拉力為200N．
（1）畫出物體A的重力示意圖；
（2）請計算出與此題相關的任意四個物理量（g取10N/kg）．

Answer 1

【答案】分析：（1）物體所受重力是豎直向下的，從物體的重心，沿重力的方向做出重力的示意圖；
（2）已知物體的質量，可以求出物體所受的重力；已知物體上升的距離，可以求出繩子自由端移動的距離；
已知物體上升的高度及物體的運動時間，由速度公式可以求出物體的速度；已知物體上升的高度，物體所受的重力，由W=Gh可以求出做的有用功等；本題是一道開放題，只要所求問題合理即可．
解答：解：（1）物體所受的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N，方向豎直向下，
從物體A的重心豎直向下作有向線段，得重力的示意圖，如圖所示；
故答案為：重力示意圖如圖所示．
 （2）與此題相關的物理量：
①物體A的重力   G=mg=60kg×10N/kg=600N；
②繩子自由端移動的距離    s=4h=4×2m=8m；
③物體A上升的速度    v_A===0.2m/s；
④繩子自由端移動的速度  v_F===0.8m/s；
⑤有用功     W_有用=Gh=600N×2m=1200J；
⑥總功       W_總=Fs=200N×8m=1600J；
⑦額外功     W_額外=W_總-W_有用=1600J-1200J=400J；
⑧機械效率   η=×100%=×100%=75%；
⑨有用功的功率 P_有用===120W；
⑩總功的功率  P_總===160W．（答案不唯一）
點評：本題考查了作重力的示意圖、求相關的物理量，本題第（2）問是一道開放題，沒有固定答案，解答只要合理、正確即可，答案不唯一．