Question

體重為510N的人，站在水平地面上對(duì)地面的壓強(qiáng)為p₁，．如圖所示，用滑輪組拉物體A沿水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)為p₂，壓強(qiáng)變化了2750pa．已知人一只腳的面積是200cm²，滑輪組的機(jī)械效率為80%．（不計(jì)繩重和摩擦，地面上的定滑輪與物體A相連的繩子沿水平方向，地面上的定滑輪與動(dòng)滑輪相連的繩子沿豎直方向，人對(duì)繩子的拉力與對(duì)地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上）．求：
（1）繩對(duì)人的拉力；
（2）物體A與地面的摩擦力；
（3）若在物體A上再放一個(gè)物體B，滑動(dòng)摩擦力增大了30N，此時(shí)該裝置的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

解：（1）因?yàn)槔K對(duì)人的拉力等于人對(duì)地面壓力的變化量，故繩對(duì)人的拉力：F=△F=△pS=2750Pa×2×2×10^-2m²=110N；
（2）∵η===，并且η=80%，n=2
∴f=η×2F=80%×2×110N=176N；
（3）∵n=2
∴F=（G_動(dòng)+f）
G_動(dòng)=2F-f=2×110N-176N=44N，
若在物體A上再放一個(gè)物體B，此時(shí)A受到的滑動(dòng)摩擦力f′=176N+30N=206N，
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=82.4%．
答：（1）繩對(duì)人的拉力為110N；
（2）物體A與地面的摩擦力為176N；
（3）若在物體A上再放一個(gè)物體B，滑動(dòng)摩擦力增大了30N，此時(shí)該裝置的機(jī)械效率是82.4%．
分析：（1）繩對(duì)人的拉力等于人對(duì)地面壓力的變化量，根據(jù)△F=△pS即可求出繩子對(duì)人的拉力；
（2）先確定作用在動(dòng)滑輪上繩子的條數(shù)，然后根據(jù)η===即可求出物體A與地面的摩擦力；
（3）不計(jì)繩重和摩擦，F(xiàn)=（G_動(dòng)+f）據(jù)此求出動(dòng)滑輪重；然后根據(jù)摩擦力的增大值求出此時(shí)的摩擦力，再利用η====求出該裝置的機(jī)械效率．
點(diǎn)評(píng)：本題為力學(xué)綜合題，考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式、效率公式、力的合成的掌握和運(yùn)用，綜合性強(qiáng)，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，注意正確分析滑輪組，實(shí)質(zhì)使用時(shí)兩個(gè)定滑輪，一個(gè)動(dòng)滑輪，拉力移動(dòng)距離為物體A移動(dòng)的距離的二倍，這是解答本題的關(guān)鍵，屬于較難的題．