Question

1．小明用如圖所示滑輪組將一個放在水平地面上的物體勻速拉動，物體移動了3m，物體重為2000N，與地面的接觸面積為0.5m²，勻速運動時，繩子自由端受到的拉力F為200N，機械效率為75%求：
（1）物體對地面的壓強；
（2）拉力F做的功；
（3）物體與地面的摩擦阻力為多少？

Answer 1

分析 （1）物體對地面的壓力和自身的重力相等，再根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$求出物體對地面的壓強；
（2）由圖可知，繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)s_繩=ns_物求出繩子自由端移動的距離，利用W=Fs_繩求出拉力做的總功；
（3）求出了總功，又已知滑輪組的機械效率，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$可求出有用功；而使用水平滑輪組時克服摩擦力做的功為有用功，根據(jù)W_有=fs_物計算物體與地面的摩擦阻力．

解答 解：（1）物體對水平地面的壓力：F=G=2000N，
物體對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2000N}{0.5{m}^{2}}$=4000Pa；
（2）由圖可知n=3，
則繩子自由端移動的距離：s_繩=ns_物=3×3m=9m，
拉力F做的功：W_總=F_拉s_繩=200N×9m=1800J；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$可得，有用功：
W_有=W_總•η=1800J×75%=1350J；
又因為使用水平滑輪組時克服摩擦力做的功為有用功，即W_有=fs_物 ，
所以，物體與地面的摩擦阻力：f=$\frac{{W}_{有}}{{s}_{物}}$=$\frac{1350J}{3m}$=450N．
答：（1）物體對地面的壓強為4000Pa；
（2）拉力F做的功為1800J；
（3）物體與地面的摩擦阻力為450N．

點評 本題綜合考查了壓強、功、功率、機械效率的計算，解答本題關鍵：知道克服摩擦力做的功為有用功．