Question

13．工人師傅利用圖示裝置在10s內(nèi)將一個(gè)重為500N的物體A勻速上升2m．已知作用在繩自由端的拉力F為200N，物體的底面積為0.5m²．若不計(jì)物體滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力及繩重求：
（1）只將物體A放在地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）滑輪組的機(jī)械效率．
（3）拉力F做功的功率．

Answer 1

分析 （1）只將物體A放在地面上時(shí)對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）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求出總功，根據(jù)W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）知道拉力做的功和做功時(shí)間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出拉力F做功的功率．

解答 解：（1）只將物體A放在地面上時(shí)，對(duì)地面的壓力：
F=G=500N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{500N}{0.5{m}^{2}}$=1×10³Pa；
（2）由圖可知，n=3，則繩端移動(dòng)的距離：
s=nh=3×2m=6m，
拉力做的總功：
W=F′s=200N×6m=1200J，
拉力做的總功：
W_有=G_物h=500N×2m=1000J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1000J}{1200J}$×100%≈83.3%；
（3）拉力F做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{1200J}{10s}$=120W．
答：（1）只將物體A放在地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1×10³Pa；
（2）滑輪組的機(jī)械效率為83.3%；
（3）拉力F做功的功率為120W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)、有用功、總功、功率、滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．