Question

【題目】為了將放置在水平地面上、重G=320N的重物提升到高處，小明同學(xué)用了兩個(gè)完全相同的滑輪設(shè)計(jì)了如圖（甲）的滑輪組裝置．當(dāng)小明用如圖（乙）隨時(shí)間變化的豎直向下拉力F拉繩時(shí)，重物的速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖（丙）．若重物與地面的接觸面積S=200cm2 ， 不計(jì)繩重和摩擦，繩對(duì)滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向．求：
（1）2﹣3s，滑輪組的機(jī)械效率；
（2）2﹣3s，拉力F的功率；
（3）0﹣1s，重物對(duì)水平地面的壓強(qiáng)．

Answer 1

【答案】
（1）解：2﹣3s，由v﹣t可知重物以v=0.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由F﹣t圖象可知拉力F=200N，

由圖可知，n=2，則滑輪組的機(jī)械效率：

η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=80%；

不計(jì)繩重和摩擦，拉力F= （G+G輪），動(dòng)滑輪重力G輪=2F﹣G=2×200N﹣320N=80N

（2）解：2﹣3s，拉力F的功率：

P= = =Fv=200N×0.5m/s×2=200W

（3）解：0﹣1s，由v﹣t圖象可知，重物移動(dòng)的速度為0處于靜止?fàn)顟B(tài)，由F﹣t圖象可知拉力F′=100N，

而F′= （F拉+G輪），

重物受到的拉力：

F拉=2F′﹣G輪=2×100N﹣80N=120N；

物對(duì)水平地面的壓力：

F壓=G﹣F拉=320N﹣120N=200N，

重物對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：

p= = =1×104Pa

【解析】（1）2﹣3s，由v﹣t可知重物做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由F﹣t圖象可知拉力的大小，由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；（2）2﹣3s，根據(jù)P= = =Fv=F×2v物求出拉力F的功率；（3）0﹣1s，由v﹣t圖象可知，重物移動(dòng)的速度為0處于靜止?fàn)顟B(tài)，由F﹣t圖象可知拉力的大小，利用F= （G+G輪）求重物受到的拉力，重物對(duì)水平地面的壓力等于重物的重力減去受到的拉力，根據(jù)p= 求出重物對(duì)水平地面的壓強(qiáng)．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，掌握壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa），以及對(duì)滑輪（組）的機(jī)械效率的理解，了解關(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)．