Question

【題目】一名體重為520N、雙腳與地面接觸面積為400cm2的學生站在水平地面上向下拉繩，用滑輪組在10s內將400N的重物勻速提升1m．提升重物的過程中滑輪組的機械效率是80%（不計繩重及摩擦），求：

（1）畫出滑輪組的繞線方式；

（2）拉力F的大小；拉力F的功率；

（3）他站在地面上勻速拉繩時地面對人的支持力。

Answer 1

【答案】（1）如圖所示；（2）50W；（3）270N

【解析】

試題分析：（1）由圖可知，學生站在地面上，所以最終的繩子自由端方向向下，則繩子的起始端應在定滑輪上，如圖所示：

（2）不計繩重和摩擦，η=W有用/W總=Gh/Fs=Gh/F2h=G/2F，則牽引力F=G/2η=400N/2×80%=250N；拉力端移動距離s=2h=2×1m=2m，拉力做功：W總 =Fs=250N×2m=500J，拉力做功功率：P=W總/t=500J/10s=50W；

（3）他站在地面上勻速拉繩時，F支 +F，地面對人的支持力F支 =G人 -F=520N-250N=270N。