Question

如圖為某建筑工地搬運(yùn)建筑材料的裝置．圖中滑輪D與滑廂相連，滑輪A固定在地面上，鋼絲繩的拉力由電動(dòng)機(jī)提供．在此裝置中，滑輪A的作用是

 

．已知滑廂和滑輪D的總質(zhì)量為m₁，廂內(nèi)建筑材料的質(zhì)量為m₂，滑廂與地面的接觸面積為S．不計(jì)繩重和摩擦，若要將滑箱拉起，拉力F的大小至少為

 

；當(dāng)拉力大小為F₁時(shí)，滑廂仍靜止在地面上，此時(shí)滑廂對(duì)地面的壓強(qiáng)P=

 

（用文中字母表示）；當(dāng)拉力增大為F′時(shí)，滑廂勻速直線上升，在此過程中，滑輪組的機(jī)械效率將

 

（選填“變大”、“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析：要解答本題需掌握：①滑輪組有幾段繩子承擔(dān)著物重，拉力就是物重的幾分之一，由題干中圖可知：該滑輪組由3段繩子承擔(dān)著物重，所以繩子的拉力就是物重的三分之一；
②固體的壓強(qiáng)的計(jì)算公式：P=

F

S

；對(duì)放在水平面上的物體對(duì)支撐面的壓力就等于物體的重力，該題中因?yàn)槲矬w還受到滑輪組向上的拉力，所以該題中的F=m₁g+m₂g-3F₁

解答：解：①由于滑輪A固定在地面上，故滑輪A是動(dòng)滑輪，只起改變力的方向的作用；
②根據(jù)滑輪組特點(diǎn)可知：該滑輪組有3段繩子承擔(dān)著物重，故拉力F的大小為：F=

1

3

（m₁+m₂）g；
③當(dāng)拉力大小為F₁時(shí)，滑廂仍靜止在地面上，此時(shí)滑廂對(duì)地面的壓力為：m₁g+m₂g-3F₁，故滑廂對(duì)地面的壓強(qiáng)為：P=

F

S

=

1

S

（m₁g+m₂g-3F₁）；
④當(dāng)拉力增大為F′時(shí)，有用功沒變，額外功也不變，所以總功不變，根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式：η=

W有

W總

×100%，故機(jī)械效率不變．
故答案為：改變力的方向；

1

3

（m₁+m₂）g； 

F

S

=

1

S

（m₁g+m₂g-3F₁）；不變．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生對(duì)滑輪組繩子的拉力，以及機(jī)械效率的計(jì)算的了解和掌握，是一道中檔題．