Question

1．重力為200N、邊長為20cm的正方體靜止在水平地面上，用如圖所示的滑輪組在5s內(nèi)將物體勻速豎直提升3m，己知?jiǎng)踊�輪�?0N，不計(jì)繩重和摩擦．求：
（1）提升前，物體靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）拉力F的功率；
（3）滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）物體靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，應(yīng)用壓強(qiáng)公式可以求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）由圖示滑輪組可以求出承重繩子的股數(shù)，然后應(yīng)用滑輪組公式可以求出拉力大小，再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$和W=Fs求出拉力F的功率；
（3）有用功為克服物體重力所做的功，根據(jù)W=Gh求出其大小，應(yīng)用效率公式可以求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）提升前，物體靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓力：F=G=200N，
物體對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{200N}{0.2m×0.2m}$=5×10³Pa；
（2）由圖示滑輪組可知，承重繩子的股數(shù)：n=2，
不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，拉力大�。篎=$\frac{G+{G}_{動(dòng)}}{2}$=$\frac{200N+50N}{2}$=125N；
繩子自由端移動(dòng)的距離：s=2h=2×3m=6m，
拉力做的總功：W_總=Fs=125N×6m=750J，
拉力F的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{750J}{5s}$=150W；
（3）有用功：W_有=Gh=200N×3m=600J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{600J}{750J}$×100%=80%．
答：（1）提升前，物體靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×10⁴Pa；
（2）拉力F的功率為150W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)、功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等，同時(shí)要明確有用功和總功．