Question

2010年4月14日，青海玉樹縣發生7.1級強烈地震，地震造成許多房屋倒塌和人員傷亡．下午又發生里氏7.3級強烈地震．重慶救援隊在搜救過程中發現一名生還者被一塊約1.8噸的混泥板堵在一個狹小的空間里，材料與水平地面接觸面積約為1.5m²．
（1）建筑材料對水平地面的壓強為多大？（g=10N/kg）
（2）由于條件限制，救援隊員只能用如圖所示的滑輪組將建筑材料吊離，若在起吊過程中滑輪組的機械效率為80%，求此過程中繩子自由端所施加的拉力；
（3）若拉動材料時，材料向上的速度為0.01m/s，則拉力做功的功率是多少？

Answer 1

分析：（1）已知質量，根據公式G=mg可求重力，物體對水平面的壓力等于物體自身的重力；還知接觸面積，根據公式P=

F

S

可求壓強；
（2）已知機械效率和物體重可求動滑輪重，從而算出拉力，
（3）已知拉力和速度，根據公式P=FV可求功率．

解答：解：（1）物體的重力G=mg=1800kg×10N/kg=18000N；
P=

F1

S

=

G

S

=

18000N

1.5m2

=1.2×10⁴Pa；
答：建筑材料對地面的壓強為1.2×10⁴Pa．
（2）∵η=

G

G+G動

；∴G_動=

G

η

-G=

18000N

80%

-18000N=4500N；
∴F=

G+G動

4

=

18000N+4500N

4

=5625N；
答：繩子自由端所施加的拉力為5625N．
（3）P=FV=5625N×4×0.01m/s=225W．
答：拉力做功的功率是225W．

點評：本題考查壓強大小的計算，功率的計算以及滑輪組繩子拉力的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是判斷動滑輪上繩子的段數，解題過程中要注意單位的換算．