Question

【題目】如圖所示，物體A是正方體金屬塊，邊長(zhǎng)是20cm，在拉力F的作用下物體A恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知，每個(gè)滑輪重20N，金屬塊的密度ρ金=5×103kg/m3 ， 物體A 運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地面的阻力是物體重的0.3倍，在2s內(nèi)被拖動(dòng)5m，不計(jì)繩重及繩與滑輪、輪與軸之間的摩擦（g=10N/kg）．試求：
（1）物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）拉力F做功的功率；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率．（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）

Answer 1

【答案】
（1）解：金屬塊的體積為：V=（20cm）3=8000cm3=8×10﹣3 m3

由ρ= 得金屬塊的質(zhì)量為：m=ρV=5×103kg/m3×8×10﹣3m3=40kg；

金屬塊的重力為：G=mg=40kg×10N/kg=400N；

金屬塊對(duì)地面的壓強(qiáng)為：p= = =1×104Pa；

答：物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)為1×104Pa

（2）解：物體受到的摩擦力為：f=0.3G=0.3×400N=120N；

則拉力為：F= （G動(dòng)+f）= （20N+120N）=70N；

拉力的總功為：W=F1s=70×10m=700J；

拉力的功率為：P= = =350W；

答：拉力F做功的功率為350W

（3）解：有用功為：W有=F2sA=120N×5m=600J；

機(jī)械效率為：η= = ≈85.7%．

答：該滑輪組的機(jī)械效率為85.7%

【解析】（1）求出A的質(zhì)量和重力，根據(jù)公式p= 計(jì)算壓強(qiáng)；（2）根據(jù)摩擦力求出F的大小，然后根據(jù)W=Fs求出功，根據(jù)公式P= 求出功率；（3）求出有用功，然后根據(jù)η= 求出機(jī)械效率．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算和滑輪（組）的機(jī)械效率的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）；關(guān)于滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算：W有用 = G·h；W總 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W總 （2)η= W有用 / W總 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)才能正確解答此題．