Question

為了將放置在水平地面上重G=100 N的重物提升到高處。小明設(shè)計了如圖甲所示的滑輪組裝置。當(dāng)小明用如圖乙所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度v和上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系圖像分別如圖丙和丁所示。若重物與地面的接觸面積S=5×10-2 m2，不計摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。（已知小明的質(zhì)量為60kg，每只鞋與地面的有效接觸面積為200cm2）求：

(1)在2~3s內(nèi)，拉力F的功率P及滑輪組的機(jī)械效率；

(2)在1~2s內(nèi)，拉力F所做的功W；

(3)在0~1s內(nèi)，小明對地面的壓強(qiáng)與重物對地面的壓強(qiáng)。

Answer 1

由圖像可知，在2─3s內(nèi)，重物做勻速運(yùn)動，= 2.50 m/s，拉力F1=40N，因為連接動滑輪的繩子有三根，所以拉力F的作用點(diǎn)下降的距離是重物上升高度h1的3倍。

拉力F的功率┈┈┈┈（1分）      

滑輪組的機(jī)械效率┈┈┈┈（1分）

在1─2s內(nèi)，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m；

拉力F所做的功┈┈┈┈（2分）

設(shè)動滑輪重為G動，。

在0─1s內(nèi)，拉力F3=30N。取動滑輪和重物為研究對象，受到向下的重力、、向上的支持力以及三根繩子向上的拉力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖1所示。

地面對重物的支持力

由于力的作用是相互的，所以重物對地面的壓力， 

重物對地面的壓強(qiáng)

在0─1s內(nèi)，拉力F3=30N。取人為研究對象，人受到向下的重力、地面對人向上的支持力以及繩子向上的拉力三個力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖2所示。

由于力的作用是相互的，所以人對地面的壓力，

小明對地面的壓強(qiáng) 

（其他解法正確的，均可相應(yīng)得分）