Question

1．用如图所示的滑轮组在5s内将静止在水平地面上质量为40kg，底面积为1m² 的物体匀速竖直提升3m，所用拉力为250N，问：（g取10N/kg）
（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强是多大？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）静止时对地面的压力等于物体的重力，知道受力面积，利用p=$\frac{F}{S}$可求压强；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力F的功率；
（3）知道物体的重力和提升的高度，根据W=Gh=mgh求出有用功，利用效率公式求出滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）物体对地面的压力：
F=G=mg=40kg×10N/kg=400N，
物体对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{400N}{1{m}^{2}}$=400Pa；
（2）由图可知，n=2，
则绳端移动的距离：s=nh=2×3m=6m，
拉力做的功：W_总=Fs=250N×6m=1500J，
拉力F的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1500J}{5s}$=300W；
（3）拉力做的有用功：
W_有=Gh=mgh=40kg×10N/kg×3m=1200J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%．
答：（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强是400Pa；
（2）拉力F的功率是300W；
（3）滑轮组的机械效率是80%．

点评 本题考查了压强、功、功率、机械效率的计算，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等，同时要明确有用功和总功．