Question

20．用如圖所示的滑輪組勻速拉動一質(zhì)量為120kg，邊長為10cm正方體物塊，已知重物與地面的摩擦力為其重力的0.1倍，若此時滑輪組機械效率為80%．
（1）物體對水平地面的壓強是多少？
（2）繩子自由端的拉力為多大？
（3）如果想用更小的力拉重物，請你提出一條可行性的建議．

Answer 1

分析 （1）已知物體的質(zhì)量可求得其重力，此時物體對水平地面的壓力等于其重力，再利用壓強公式求解；
（2）首先根據(jù)重力與摩擦力的關(guān)系求出摩擦力的大小，然后確定繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)，再根據(jù)此時滑輪組的機械效率利用公式變形即可求出拉繩子的力F．
（3）可以從省力的角度或減小繩子與滑輪之間的摩擦的角度去分析．

解答 解：
（1）物體對水平地面的壓力：F=G=mg=120kg×10N/kg=1200N，
（2）正方體物塊的底面積：S=10cm×10cm=100cm²=1×10^-2m²，
物體對水平地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1200N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.2×10⁵Pa；
由題知，物體與地面之間的摩擦力：f=0.1G=0.1×1200N=120N；
由圖可知n=3，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{fs}{F×3s}$=$\frac{f}{3F}$可得，繩子自由端的拉力：
F=$\frac{f}{3η}$=$\frac{120N}{3×80%}$=50N．
（3）如果想用更小的力拉重物，將墻上滑輪和重物上的滑輪交換位置或在重物下面放圓木棒變滑動摩擦為滾動摩擦．
答：（1）物體對水平地面的壓強是1.2×10⁵Pa；
（2）繩子自由端的拉力為50N；
（3）將墻上滑輪和重物上的滑輪交換位置或在重物下面放圓木棒變滑動摩擦為滾動摩擦．

點評 對于這類滑輪組的應(yīng)用題，主要是弄清哪邊的是動滑輪，然后數(shù)清經(jīng)過動滑輪繩子的股數(shù)，結(jié)合物理公式進行求解．