Question

【題目】今年6月以來(lái)我國(guó)南方普降大雨，多地發(fā)生泥石流，一塊巨石滾到了公路上，搶修人員正在用如圖所示的裝置將石頭拖離公路．若石頭的重為1.2×104 N，與地面的接觸面積為0.2m2 ， 石頭在水平路面上被勻速直線(xiàn)拉動(dòng)，10s內(nèi)繩子自由端沿水平方向勻速直線(xiàn)移動(dòng)了3m，石頭受到的摩擦阻力為3.6×103 N，繩子自由端的拉力為1500N．求：
（1）石頭靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（2）繩子自由端拉力的功率．
（3）滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

【答案】
（1）

解：F′=G=1.2×104 N，p= = = =60 000 Pa．

答：石頭靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為60 000 Pa．

（2）

解：W總=Fs=1 500 N×3 m=4 500 J，P= = =450 W．[或v= = =0.3 m/s，P=Fv=1 500 N×0.3 m/s=450 W]

答：繩子自由端拉力的功率為450 W．

（3）

解：W有用=f× =3.6×103 N×1 m=3 600 J．W總=Fs=1 500 N×3 m=4 500 J．η= = =80%

答：機(jī)械效率為80%．

【解析】（1）石頭靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓力等于石頭的重力，利用壓強(qiáng)公式p= 求出石頭對(duì)地面的壓強(qiáng)．（2）已知繩子自由端的拉力和移動(dòng)的距離，可利用公式W=Fs求出用繩子做的總功，又已知繩子自由端移動(dòng)的時(shí)間，可利用公式P= 求出功率．（或先求出繩子自由端移動(dòng)的速度，利用公式P=Fv求出功率）（3）滑輪組的機(jī)械效率η= ．根據(jù)題意可知W有用為物體克服摩擦做的功，W有用=f× ；W總為對(duì)繩子自由端所做的功，W總=Fs．所以η= = ．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算(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）)，還要掌握功的計(jì)算(功的計(jì)算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m)的相關(guān)知識(shí)才是答題的關(guān)鍵．