如图所示,滑轮和绳的质量及摩擦不计,用力F提升原来静止的质量为m=10kg的物体,使其以大小为a=2m/s2的加速度匀加速上升,求前3s内力F做的功.(取g=10m/s2)

问题描述:

如图所示,滑轮和绳的质量及摩擦不计,用力F提升原来静止的质量为m=10kg的物体,使其以大小为a=2m/s2的加速度匀加速上升,求前3s内力F做的功.(取g=10m/s2

物体受拉力和重力,根据牛顿第二定律,有:F-mg=ma,
解得:F=m(g+a)=10×(10+2)=120N;
3s内的位移:s=

1
2
at2=
1
2
×2×32=9m
W=Fs=120×9=1080J
答:前3s内力F做的功为1080J.
答案解析:动滑轮省力,但不省功,滑轮和绳的质量及摩擦不计,则滑轮的效率为百分之百,物体受拉力和重力,根据牛顿第二定律求解重物受的拉力;根据运动学公式求解3s内的位移,根据W=FS求做的功即可.
考试点:功的计算.
知识点:本题考查了牛顿第二定律应用与功计算的综合题,难度适中.