Question

11．如圖所示，正方體邊長為10cm，放在水平地面上．若繩頭拉力F₁=100N時，物體靜止，對地面壓強為10000Pa；若用F₂拉繩頭時，物體以 0.2m/s的速度勻速上升，滑輪組的機(jī)械效率60%，不計繩重和摩擦，g取10N/kg，則正確的是（　　）

• A． 拉力F₂=130N
• B． 動滑輪重120N
• C． 物體質(zhì)量為20kg
• D． 若再增加物體一個相同的物體滑輪組機(jī)械效率為120%

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)壓強公式求出物體對地面的壓力，然后對動滑輪進(jìn)行受力分析，得出物體和動滑輪的總重力；
（2）當(dāng)用力F₂豎直向下拉繩子的自由端時，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$求出物體的重力，并進(jìn)一步得出物體的質(zhì)量和動滑輪的重力；
（3）由于額外功不可避免，機(jī)械效率總小于1．

解答 解：（1）根據(jù)題意可得：若用F₁=100N的力豎直向下拉繩子的自由端時，物塊對地面的壓力：F=PS=10000Pa×0.1m×0.1m=100N，
對動滑輪進(jìn)行受力分析可得：2F₁=（G-F）+G_動，即G+G_動=2×100N+100N=300N；
若用力F₂豎直向下拉繩子的自由端時，物塊以0.2m/s的速度勻速上升，滑輪組的機(jī)械效率為60%，由η=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$可得，G=η×（G+G_動）=60%×300N=180N，則G_動=300N-180N=120N，m=$\frac{G}{g}$=$\frac{180N}{10N/kg}$=18kg，故B正確，C錯誤；
（2）F₂=$\frac{1}{2}$（G+G_動）=$\frac{1}{2}$×300N=150N，故A錯誤；
（3）由于額外功不可避免，有用功總是小于總功，機(jī)械效率總小于1，不可能為120%，故D錯誤．
故選B．

點評 本題考查了學(xué)生對壓強公式、機(jī)械效率計算公式的理解和運用，關(guān)鍵是會對公式進(jìn)行靈活變形，同時通過公式可知影響機(jī)械效率的因素，本題具有一定的難度．