Question

【題目】質量為40kg、底面積200cm2的物體靜止在水平地面上．用如圖所示的滑輪組在5s內將物體勻速豎直提升3m，已知動滑輪重50N，不計繩重和摩擦．（g=10N/kg）求：

（1）提升前，物體靜止在水平地面上時對地面的壓強；

（2）拉力F的功率；

（3）滑輪組的機械效率．

Answer 1

【答案】（1）提升前，物體靜止在水平地面上時對地面的壓強為2×104Pa；

（2）拉力F的功率為270W；

（3）滑輪組的機械效率88.9%

【解析】

試題分析：（1）物體靜止在水平地面上時對地面的壓力和自身的重力相等，根據F=G=mg求出其大小，根據p=求出對地面的壓強；

（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據s=nh求出繩端移動的距離，不計繩重和摩擦時，根據F=（G+G動）求出拉力的大小，根據W=Fs求出總功，利用P=求出拉力的功率；

（3）根據W=Gh求出有用功，根據η=×100%求出滑輪組的機械效率．

解：（1）物體對地面的壓力：

F壓=G=mg=40kg×10N/kg=400N，

對地面的壓強：

p===2×104Pa；

（2）由圖可知，n=2，則繩端移動的距離：

s=nh=2×3m=6m，

不計繩重和摩擦時，拉力大小：

F=（G+G動）=×（400N+50N）=225N，

拉力做的總功：

W總=Fs=225N×6m=1350J，

拉力F的功率：

P===270W；

（3）有用功：

W有=Gh=400N×3m=1200J，

滑輪組的機械效率：

η=×100%=×100%≈88.9%．

答：（1）提升前，物體靜止在水平地面上時對地面的壓強為2×104Pa；

（2）拉力F的功率為270W；

（3）滑輪組的機械效率88.9%．