Question

【題目】有一質(zhì)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(nèi)將物體勻速向上移動(dòng)4m，已知拉力F的大小為400N，在此過程中不計(jì)繩重和摩擦，求：
（1）物體靜置時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（g=10N/kg）
（2）滑輪組的機(jī)械效率；
（3）拉力F的功率．
（4）動(dòng)滑輪的重力．

Answer 1

【答案】
（1）解：物體重力：

G=mg=60kg×10N/kg=600N

物體對(duì)水平地面的壓力：

F壓=G=600N，

對(duì)地面的壓強(qiáng)：

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(dòng)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(jī)械效率：

η= ×100%= ×100%=75%

（3）解：工人拉力的功率：

P= = =160W

（4）解：根據(jù)F= （G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：

G動(dòng)=2F﹣G=2×400N﹣600N=200N

【解析】（1）知道物體的質(zhì)量，利用G=mg求其重力，物體對(duì)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(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）知道物體的重力和上升的高度，根據(jù)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(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出工人做的總功，再根據(jù)效率公式求滑輪組的機(jī)械效率；（3）求出了總功和時(shí)間，利用P= 求工人拉力的功率．（4）利用F= （G+G動(dòng)）計(jì)算動(dòng)滑輪的重力．
【考點(diǎn)精析】利用滑輪組繩子拉力的計(jì)算和壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知1、根據(jù)題意確定重物和動(dòng)滑輪的重力由幾段繩承擔(dān)，用n 表示．2、確定重物的上升距離，和拉力F 的繩端的移動(dòng)距離；重物的上升距離為:h則拉力F 的繩端的移動(dòng)距離就是：nh；3、看是否計(jì)動(dòng)滑輪的重力．（繩重與摩擦一般情況都不計(jì)）當(dāng)不計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)G物 ；當(dāng)計(jì)動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F = (1/n)（G物 + G輪）；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）．