Question

8．如圖所示，重200N、邊長(zhǎng)為0.1m的正方體物塊放在水平地面上，一名重600N的工人用128N的力將重物以0.3m/s的速度勻速提起．（不計(jì)繩重和摩擦）求：
（1）拉力的功率及滑輪組的機(jī)械效率．
（2）當(dāng)工人拉繩子的力是50N時(shí)，正方體物塊對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（3）用此滑輪組能提升的最大物重是多少？

Answer 1

分析 （1）已知物體上升速度和拉力，根據(jù)P=Fv求出拉力的功率；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出機(jī)械效率；
（2）求出拉力為50N時(shí)，人對(duì)地面的壓力，利用p=$\frac{F}{S}$及時(shí)壓強(qiáng)；
（3）當(dāng)繩子的拉力和人的體重相等時(shí)，滑輪組所提升物體的物重最大；利用F′=$\frac{1}{2}$（G_物′+G_動(dòng)）求最大物重．

解答 解：（1）物體上升的速度 v_物=0.3m/s，那么繩子下降的速度：v_繩=nv_物=2×0.3m/s=0.6m/s．
拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_繩=128N×0.6m/s=76.8W；
滑輪組的機(jī)械效率  η═$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{200N×h}{128N×2h}$×100%≈78.1%；
（2）由F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）得，動(dòng)滑輪重：G_動(dòng)=2F-G=2×128N-200N=56N，
當(dāng)拉繩子的力是50N時(shí)，繩子對(duì)物體的拉力：F′=2×50 N-56 N=44N
物體對(duì)地面的壓力：F₁=200N-44N=156N，
物塊對(duì)地面的壓強(qiáng)：P=$\frac{{F}_{1}}{S}$=$\frac{156N}{0.01{m}^{2}}$=15600Pa．
（3）工人對(duì)繩子的最大拉力等于他本身的重力，即：F_大=G_人=600N
由F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）得，
最大物重：G_最大=nF_大-G_動(dòng)=2×600N-56 N=1144N．
答：（1）拉力的功率是76.8W，滑輪組的機(jī)械效率為78.1%；
（2）當(dāng)工人拉繩子的力是50N時(shí)，正方體物塊對(duì)地面的壓強(qiáng)是15600Pa；
（3）用此滑輪組能提升的最大物重是1144N．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生對(duì)功率、壓強(qiáng)和滑輪組的機(jī)械效率的理解和掌握，屬于基礎(chǔ)題目，要求學(xué)生應(yīng)熟練掌握．