Question

【題目】底面積100cm2的物體靜止在水平地面上，對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×105Pa，用如圖所示的滑輪組在5s內(nèi)將物體勻速豎直提升3m，已知滑輪組的機(jī)械效率為80%，不計(jì)繩重和摩擦．（g=10N/kg）求：
（1）物體的質(zhì)量；
（2）拉力F的功率；
（3）用此滑輪組勻速豎直提升250N的重物，需要多大的拉力．

Answer 1

【答案】
（1）解：由p= 可知對(duì)地面的壓力：

F壓=pS=2×104Pa×100×10﹣4m2=200N，

由于物體靜止在水平地面上，則物體重力：

G=F壓=200N，

所以，質(zhì)量m= = =20kg

（2）解：根據(jù)η= = = 可得繩子的拉力：

F= = =125N；

拉力做功W=Fs=Fnh=125N×2×3m=750J；

功率P= = =150W

（3）解：由F= （G+G動(dòng)）可知?jiǎng)踊�輪的重力為�?

G動(dòng)=nF﹣G=2×125N﹣200N=50N；

豎直提升250N的重物時(shí)的拉力F'= （G′+G動(dòng)）= （250N+50N）=150N

【解析】（1）根據(jù)p= 求出對(duì)地面的壓力，由于物體靜止在水平地面上時(shí)自身的重力和對(duì)地面的壓力相等，根據(jù)G=mg求出其質(zhì)量；（2）已知物體的重力和動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)，以及滑輪組的機(jī)械效率，根據(jù)公式η= 可求拉力的大小，最后利用公式W=FS可求拉力做的功；（3）已知?jiǎng)踊�輪上繩子的段數(shù)，根據(jù)F= （G+G動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力；再利用F= （G+G動(dòng)）可求提升250N重物時(shí)的拉力．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解滑輪（組）的機(jī)械效率的相關(guān)知識(shí)，掌握關(guān)于滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算：W有用 = G·h；W總 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W總 （2)η= W有用 / W總 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)，以及對(duì)功率的計(jì)算與測(cè)量的理解，了解功率的計(jì)算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時(shí)間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．