Question

9．工人師傅利用圖示裝置在10s內將一個重為600N的物體A勻速上升3m．已知作用在繩自由端的拉力F為300N，物體的底面積為0.5m²．若物體滑動時受到的摩擦力及繩重求：
（1）只將物體A放在地面上時對地面的壓強．
（2）滑輪組的機械效率．
（3）拉力F做的功的功率．

Answer 1

分析 （1）只將物體A放在地面上時對地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（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%求出滑輪組的機械效率；
（3）知道拉力做的功和做功時間，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，對地面的壓力：F=G=600N，
對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{0.5{m}^{2}}$=1.2×10³Pa；
（2）由圖可知n=3，則繩端移動的距離：s=nh=3×3m=9m，
拉力做的總功：W_總=F′s=300N×9m=2700J，
提升物體做的有用功：W_有=G_物h=600N×3m=1800J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1800J}{2700J}$×100%≈66.7%；
（3）拉力F做功的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{2700J}{10s}$=270W．
答：（1）只將物體A放在地面上時對地面的壓強為1.2×10³Pa；
（2）滑輪組的機械效率為66.7%；
（3）拉力F做功的功率為270W．

點評 本題考查了壓強、有用功、總功、功率、滑輪組機械效率的計算，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．