Question

【題目】一個重力為640N的建筑工人站在水平高臺上用如圖所示的滑輪組勻速豎直向上提升重為360N的貨物，工人所用拉力F的大小為150N，提升時間為20s，重物上升高度為2m。不計繩重和摩擦，求：

(1)工人提升時繩自由端的速度為多少？

(2)拉力F的功率為多少？

(3)此滑輪組的機械效率為多少？

(4) 若工人與地面接觸的總面積為410-2 m2，則在提升過程中該工人對高臺的壓強為多少？

Answer 1

【答案】(1)0.3m/s；(2)45W；(3)80%；(4)1.975×104Pa

【解析】

(1)重物上升速度為

動滑輪與3股繩子接觸，滑輪組n值為3，則繩子自由端移動速度為

v繩=nv=3×0.1m/s=0.3m/s

(2)故拉力的功率是

P=Fv繩=150N×0.3m/s=45W

(3)克服重力做的有用功為

W有=Gs=360N×2m=720J

繩子自由端移動距離為

s繩=ns=3×2m=6m

則拉力做的總功為

W總=Fs繩=150N×6m=900J

即滑輪組的機械效率是

(4)在提升過程中，該工人對高臺的壓力為

F壓= G人+F=640N+150N=790N

工人對高臺的壓強為

答：(1)工人提升時繩自由端的速度為多少0.3m/s；

(2)拉力F的功率為45W；

(3)此滑輪組的機械效率為80%；

(4)在提升過程中該工人對高臺的壓強為1.975×104Pa。