Question

【题目】为了将放置在水平地面上重的重物提升到高处，小李同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小李用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和高度随时间t变化的关系图象如图（丙）（丁）所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。（不计绳重和摩擦）求：

(1)这个重物放在水平地面，受到拉力为零时，对水平地面的压强是多少（已知重物的底面积为200cm2）。

(2)在2~3 s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。

(3)若小李体重为600N，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升质量为多大的物体？（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】(1)5×103Pa；(2) 300W ；83.3%；(3)178kg

【解析】

(1)重物放在水平地面，受到拉力为零时，物体对地面的压力为

物体的底面积为

物体对水平地面的压强为

(2)由丙图象可知，在2~3s内，重物做匀速运动，此时速度为v1=2.50m/s.，拉力F1=40N

因为连接动滑轮的绳子有三根，所以n=3，则绳子自由端移动的速度为

拉力的功率为

滑轮组的机械效率为

(3)不计绳重和摩擦，拉力为

则动滑轮的重力为

小李最大体重为600N，即绳子最大的拉力为600N，则物体最大的重力为

最大能提升的质量为

答：(1)重物放在水平地面，受到拉力为零时，对水平地面的压强是5×103Pa；

(2)在2~3s内，拉力F的功率为300W，滑轮组的机械效率为83.3%；

(3)最大能提升的量为178kg。