Question

14．如圖所示，放在水平地面上的物體A，質(zhì)量為114kg，物體A與水平地面的接觸面積為1.5×10³cm²．工人師傅用600N的拉力F勻速向上提升物體A，物體A上升的速度為0.2m/s．不計(jì)摩擦及繩重，g取10N/kg．求：
（1）工人師傅5s時(shí)間做的功．
（2）提升物體A時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率．
（3）若工人師傅用450N的拉力提升物體A，物體A沒(méi)有被拉動(dòng)，此時(shí)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v_拉=2v_物求出拉力移動(dòng)速度，根據(jù)W=Fs=Fvt可求得工人師傅5s時(shí)間做的功；
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{F2h}$=$\frac{G}{2F}$求出機(jī)械效率；
（3）根據(jù)工人師傅的拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪重，最大拉力為F=G=450N，根據(jù)F=$\frac{1}{2}$（F_拉+G_動(dòng)）求出繩子對(duì)物體的拉力，則物體對(duì)地面的壓力F_壓=F_支=G-F_拉，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)地面的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）工人師傅5s時(shí)間做的功W=Fs=Fv_拉t=600N×0.2m/s×2×5s=1200J．
（2）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{F2h}$=$\frac{G}{2F}$可得，提升物體A時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率．
η=$\frac{{G}_{A}}{nF}$=$\frac{114kg×10N/kg}{2×600N}$=95%．
（3）不計(jì)摩擦及繩重，F(xiàn)=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)），
所以動(dòng)滑輪重：
G_動(dòng)=2F-G=2×600N-1140N=60N，
工人師傅拉繩子時(shí)的拉力等于其重力，F(xiàn)′=G_人=450N，
由于F=$\frac{1}{2}$（F_拉+G_動(dòng)），所以繩子對(duì)物體的拉力：F_拉=2F′-G_動(dòng)=2×450N-60N=840N，
物體對(duì)地面的壓力：
F_壓=F_支=G-F_拉=1140N-840N=300N，
物體對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{300N}{0.15{m}^{2}}$=2000Pa．
答：（1）工人師傅5s時(shí)間做的功為1200J．
（2）提升物體A時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率為95%．
（3）此時(shí)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)為2000Pa．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)功率、機(jī)械效率、壓強(qiáng)計(jì)算公式的理解和掌握，弄明白物體對(duì)地面的壓力是解決此題的關(guān)鍵．