Question

13．某同學為建筑工地設計了如圖的提升重物的裝置，相關信息如下表：

電動機額定功率/W	1000
每塊材料質量/kg	200
材料的長×寬×高/m	1×0.4×1
材料提升的高度/m	10
材料上升的速度/（m/s）	0.2
每個滑輪的質量/kg	5
繩子能承受的最大拉力/N	5000

（1）該材料按如圖所示的放置方式靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？（g取10N/kg）
（2）電動機正常工作，提升一塊材料到達目的地需消耗多少電能？
（3）請對該同學的設計進行合理的評價．（需數據支持，但無需寫計算過程）

Answer 1

分析 （1）物體靜止在水平面上時，水平地面受到的壓力等于物體的重力，根據G=mg和p=$\frac{F}{S}$即可材料對地面的壓強；
（2）根據表中材料上升的高度和速度，結合速度公式求出所用的時間，再根據W=Pt求出消耗的電能；
（3）可以從提升的高度、提升物體的多少等方面進行評價．

解答 解：（1）根據表中信息可知，一塊材料的質量：m=200kg；
受力面積：S=1m×0.4m=0.4m²
材料對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{200kg×10N/kg}{0.4{m}^{2}}$=5000Pa；
（2）根據表中信息可知，材料上升的高度h=10m，材料上升的速度v=0.2m/s，
由v=$\frac{s}{t}$可知，上升的時間：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{10m}{0.2m/s}$=50s；
提升一塊材料到達目的地需消耗的電能：W=P_額t=1000W×50s=50000J；
（3）根據表中數據可知，該裝置提升物體上升的高度有限，即最大高度為10m；繩子能承受的最大拉力為5000N，一塊材料的質量為200kg，每次提升的材料較少．
答：（1）該材料按如圖所示的放置方式靜止在水平地面上時，對地面的壓強是5000Pa；
（2）電動機正常工作，提升一塊材料到達目的地需消耗50000J的電能；
（3）該裝置提升物體上升的高度有限，即最大高度為10m；繩子能承受的最大拉力為5000N，一塊材料的質量為200kg，每次提升的材料較少．

點評 本考查重力、速度、功以及功率計算公式的應用，關鍵會從表中得出有用的信息．