Question

如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖直向上的拉力F=______N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高，所用时间30s。计算克服材料重力所做的功为多少？实际所用拉力的功率为多少？______

Answer

850 2.4×104J；1000W

【解析】

[1]动滑轮和材料的重力分别为：

G动=m动g=15kg×10N/kg=150N，

G材料=m材料g=240kg×10N/kg=2400N，

材料在空中静止时处于平衡状态，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，以动滑轮和建筑材料的整体为研究对象，受到竖直向下的总重力、竖直向上3股绳子的拉力，由力的平衡条件可得，

3F=G动+G材料，

则竖直向上的拉力：

F=（G动+G材料）=×（150N+2400N）=850N；

[2]竖着向上匀速提升材料时，由图可知，

n=3，

则绳端移动的距离：

s=nh=3×10m=30m，

克服材料重力所做的功：

W材料=G材料h=2400N×10m=2.4×104J，

实际所用拉力所做的功：

W=F′s=1000N×30m=3×104J，

实际所用拉力的功率：

P==1000W。