Question

13．用如圖所示的滑輪組在5s內(nèi)將靜止在水平地面上質(zhì)量為40kg，底面積為1m² 的物體勻速豎直提升3m，所用拉力為25ON，請(qǐng)解答下列問(wèn)題：（g取1ON/kg）
（1）提升前，物體靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？
（2）滑輪組提升物體過(guò)程中做的有用功是多少？
（3）拉力F的功率是多少？
（4）滑輪組的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知物體的質(zhì)量利用G=mg求出重力，物體未提之前對(duì)地面的壓力等于自身的重力；根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）利用W=Gh求有用功；
（3）已知?jiǎng)踊喩侠K子的段數(shù)，根據(jù)s=nh求出拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離；利用W=Fs求出總功，利用P=$\frac{W}{t}$求功率；
（4）應(yīng)用效率公式可以求出滑輪組的效率．

解答 解：（1）物體靜止在水平地面上，物體對(duì)水平地面的壓力：
F=G=mg=40kg×10N/kg=400N，
物塊對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{400N}{1{m}^{2}}$=400Pa；
（2）有用功：W_有用=Gh=400N×3m=1200J；
（3）由圖可知：動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n=2，則拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s=nh=2×3m=6m；
W_總=Fs=250N×6m=1500J；
功率P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{1500J}{5s}$=300W；
（4）滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{1200J}{1500J}$×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)是400Pa；
（2）滑輪組提升物體過(guò)程中做的有用功是1200J；
（3）拉開力F的功率是300W；
（4）滑輪組的機(jī)械效率是80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查壓強(qiáng)、做功、機(jī)械效率等的計(jì)算，關(guān)鍵是分析物體的受力情況和動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)．