Question

【題目】有一質量為60kg、底面積是0.5m2的物體先靜置在水平地面上，然后工人用如圖所示的裝置在20s內將物體勻速向上移動4m，已知拉力F的大小為400N，在此過程中不計繩重和摩擦，求：
（1）物體靜置時對水平地面的壓強；（g=10N/kg）
（2）滑輪組的機械效率；
（3）拉力F的功率．
（4）動滑輪的重力．

Answer 1

【答案】
（1）解：物體重力：

G=mg=60kg×10N/kg=600N

物體對水平地面的壓力：

F壓=G=600N，

對地面的壓強：

p= = =1200Pa

（2）解：工人做的有用功：

W有=Gh=600N×4m=2400J；

由圖可知，n=2，繩端移動的距離：

s=2h=2×4m=8m，

工人拉力做的總功：

W總=Fs=400N×8m=3200J，

滑輪組的機械效率：

η= ×100%= ×100%=75%

（3）解：工人拉力的功率：

P= = =160W

（4）解：根據F= （G+G動）可得，動滑輪的重力：

G動=2F﹣G=2×400N﹣600N=200N

【解析】（1）知道物體的質量，利用G=mg求其重力，物體對地面的壓力等于物體重力，知道物體底面積（受力面積），利用p= 求物體對地面的壓強；（2）知道物體的重力和上升的高度，根據W=Gh求出工人做的有用功；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，根據W=Fs求出工人做的總功，再根據效率公式求滑輪組的機械效率；（3）求出了總功和時間，利用P= 求工人拉力的功率．（4）利用F= （G+G動）計算動滑輪的重力．
【考點精析】利用滑輪組繩子拉力的計算和壓強的大小及其計算對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知1、根據題意確定重物和動滑輪的重力由幾段繩承擔，用n 表示．2、確定重物的上升距離，和拉力F 的繩端的移動距離；重物的上升距離為:h則拉力F 的繩端的移動距離就是：nh；3、看是否計動滑輪的重力．（繩重與摩擦一般情況都不計）當不計動滑輪重力時，拉力F = (1/n)G物 ；當計動滑輪重力時，拉力F = (1/n)（G物 + G輪）；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）．