Question

【題目】用如圖所示的滑輪組勻速拉動一質量為120kg，邊長為10cm正方體物塊，已知重物與地面的摩擦力為其重力的0.1倍，若此時滑輪組機械效率為80%．
（1）物體對水平地面的壓強是多少？
（2）繩子自由端的拉力為多大？
（3）如果想用更小的力拉重物，請你提出一條可行性的建議．

Answer 1

【答案】
（1）解：物體對水平地面的壓力：F=G=mg=120kg×10N/kg=1200N，

答：物體對水平地面的壓強是1.2×105Pa；

（2）解：正方體物塊的底面積：S=10cm×10cm=100cm2=1×10﹣2m2，

物體對水平地面的壓強：p= = =1.2×105Pa；

由題知，物體與地面之間的摩擦力：f=0.1G=0.1×1200N=120N；

由圖可知n=3，根據η= = = 可得，繩子自由端的拉力：

F= = =50N．

答：繩子自由端的拉力為50N；

（3）解：如果想用更小的力拉重物，將墻上滑輪和重物上的滑輪交換位置或在重物下面放圓木棒變滑動摩擦為滾動摩擦．

答：將墻上滑輪和重物上的滑輪交換位置或在重物下面放圓木棒變滑動摩擦為滾動摩擦．

【解析】（1）已知物體的質量可求得其重力，此時物體對水平地面的壓力等于其重力，再利用壓強公式求解；（2）首先根據重力與摩擦力的關系求出摩擦力的大小，然后確定繞在動滑輪上的繩子的段數，再根據此時滑輪組的機械效率利用公式變形即可求出拉繩子的力F．（3）可以從省力的角度或減小繩子與滑輪之間的摩擦的角度去分析．
【考點精析】通過靈活運用壓強的大小及其計算和滑輪（組）的機械效率，掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F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水平面的壓強大約為20Pa）；關于滑輪組機械效率的計算：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)即可以解答此題．