Question

11．用如圖所示滑輪組提升一邊長(zhǎng)為30cm的正方體，質(zhì)量為90kg的重物．人用500N的拉力F，15s內(nèi)使物體勻速上升了3m．求：
（1）人沒(méi)有施加拉力時(shí)，重物對(duì)水平地面的壓強(qiáng)．
（2）人拉繩子做功的功率．
（3）滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）人沒(méi)有施加拉力時(shí)，重物對(duì)水平地面的壓力等于其重力，利用G=mg求出，再求出重物的底面積，即受力面積，再利用p=$\frac{F}{S}$計(jì)算壓強(qiáng)；
（2）由滑輪組的結(jié)構(gòu)知道n=2，s=2h．利用s=2h求出拉力移動(dòng)的距離，知道拉力大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，利用功率公式求解；
（3）利用W_有=Gh求有用功，利用W_總=Fs求總功，利用機(jī)械效率的公式求滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）人沒(méi)有施加拉力時(shí)，重物對(duì)水平地面的壓力：
F=G=mg=90kg×10N/kg=900N，
受力面積S=0.3m×0.3m=0.09m²，
重物對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{900N}{0.09{m}^{2}}$=1×10⁴Pa；
（2）由圖可知，n=2，則拉力移動(dòng)的距離：
s=2h=2×3m=6m，
拉力做功：
W_總=Fs=500N×6m=3000J，
拉力做功功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3000J}{15s}$=200W；
（3）使用滑輪組做的有用功：
W_有=Gh=900N×3m=2700J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{2700J}{3000J}$×100%=90%．
答：（1）人沒(méi)有施加拉力時(shí)，重物對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1×10⁴Pa．
（2）人拉繩子做功的功率為200W．
（3）滑輪組的機(jī)械效率為90%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)的大小計(jì)算，同時(shí)考查學(xué)生對(duì)有用功、總功、功率公式、機(jī)械效率公式、滑輪組s=nh的理解和運(yùn)用，理解并求出有用功和總功是本題的關(guān)鍵．