Question

14．如圖所示，重為1140N的物體，它與水平地面的接觸面積為1.0×10³cm²．工人師傅用600N的力勻速提升物體，物體的速度為0.2m/s．（不計摩擦及繩重）
求：（1）物體被懸吊之前對地面的壓強(qiáng)；
（2）工人師傅勻速拉繩5s內(nèi)所做的功；
（3）提升物體過程中滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）物體被懸吊之前對地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強(qiáng)；
（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)速度公式求出物體上升的高度，利用s=nh求出繩端移動的距離，利用W=Fs求出工人師傅勻速拉繩5s內(nèi)所做的功；
（3）根據(jù)W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出提升物體過程中滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，
所以，物體被懸吊之前對地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{1140N}{1.0×1{0}^{3}×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.14×10⁴Pa；
（2）由圖可知，n=2，
由v=$\frac{s}{t}$可得，物體上升的高度：
h=vt=0.2m/s×5s=1m，
繩端移動的距離：
s=nh=2×1m=2m，
工人師傅勻速拉繩所做的功：
W_總=Fs=600N×2m=1200J；
（3）有用功：
W_有=Gh=1140N×1m=1140J，
提升物體過程中滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1140J}{1200J}$×100%=95%．
答：（1）物體被懸吊之前對地面的壓強(qiáng)為1.14×10⁴Pa；
（2）工人師傅勻速拉繩5s內(nèi)所做的功為1200J；
（3）提升物體過程中滑輪組的機(jī)械效率為95%．

點評 本題考查了壓強(qiáng)、功和機(jī)械效率的計算，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等，同時要明確滑輪組繩子的有效股數(shù)．