Question

質(zhì)量為60kg的小明站在水平地面上，利用如圖所示裝置提升物體A。物體A的質(zhì)量m_A為72kg，底面積S_A為2×10^-2m²。當(dāng)小明施加豎直向下的拉力為F₁時(shí)，物體A未被拉動(dòng)，此時(shí)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)p為5×10³Pa，小明對(duì)地面的壓強(qiáng)為p₁；當(dāng)小明施加豎直向下的拉力為F₂時(shí)，物體A恰好勻速上升，小明對(duì)地面的壓強(qiáng)為p₂，且p₁：p₂=16: 15。已知B、C、D、E四個(gè)滑輪的質(zhì)量相同，不計(jì)繩重和摩擦，g取10N/kg。求：

（1）當(dāng)小明施加豎直向下的拉力F₁時(shí)，物體A對(duì)地面的壓力F_N；

（2）每個(gè)滑輪所受的重力G₀；

（3）當(dāng)小明施加豎直向下的拉力F₂時(shí)，整個(gè)裝置的機(jī)械效率η。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）依據(jù)公式p=，可知F_N=pS=5×10³Pa×2×10^-2m²=100N          ---------- 2分

（2）當(dāng)小明施加豎直向下的拉力F₁時(shí)，物體A、滑輪B、滑輪C及小明的受力情況如答圖7所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T_A1 =G_A- F_N′=720N-100N=620N

F₁=

    小明對(duì)地面的壓強(qiáng)p₁=

當(dāng)小明施加豎直向下的拉力F₂時(shí)，物體A、滑輪B、滑輪C及小明的受力情況如答圖8所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F₂=

    小明對(duì)地面的壓強(qiáng)p₂=

動(dòng)滑輪受到的重力G₀=60N                                      ---------- 3分

（3）拉力F₂==225N

設(shè)物體A被提升的高度為h，則滑輪C上升的高度h_C=2h，

繩端上升的距離s=2h_C=4h

η=                        ---------- 2分

【解析】略