Question

6．港口一裝卸工人如圖所示的滑輪組勻速提升質(zhì)量為80kg的貨物，所用的拉力F為500N，繩子自由端在50s內(nèi)被勻速拉下3m．求：（g取10N/kg）
（1）提升前貨物靜止在地面上，與地面的接觸面積為0.05m²．求貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）提升時(shí)繩子自由端的速度；
（3）拉力F的功率；
（4）此滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）求貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)，先求貨物對(duì)地面的壓力，就等于自身重力，接觸面積已知，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可求貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（2）已知繩子自由端在50s內(nèi)被勻速拉下的距離，根據(jù)v=$\frac{S}{t}$可求速度．
（3）已知拉力和繩子自由端的速度，根據(jù)P=Fv可求拉力的功率．
（4）機(jī)械效率就等于有用功除以總功，已知拉力和自由端移動(dòng)距離可求總功，知物體重和繩子段數(shù)以及自由端移動(dòng)距離可求有用功

解答 解：（1）貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{80kg×10N/kg}{0.05{m}^{2}}$=1.6×10⁴Pa．
（2）提升時(shí)繩子自由端的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3m}{50s}$=0.06m/s．
（3）拉力F的功率：
P=$\frac{W}{t}$=Fv=500N×0.06m/s=30W．
（4）由圖知，滑輪組由兩段繩子承擔(dān)物重，所以s=2h，此滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{mgh}{Fs}$×100%=$\frac{mg}{2F}$×100%=$\frac{80kg×10N/kg}{2×500N}$×100%=80%．
答：（1）求貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)1.6×10⁴Pa；
（2）提升時(shí)繩子自由端的速度0.06m/s；
（3）拉力F的功率30W；
（4）此滑輪組的機(jī)械效率80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查壓強(qiáng)的計(jì)算，速度的計(jì)算，功率的計(jì)算和機(jī)械效率的計(jì)算，是有關(guān)力學(xué)很好的綜合性題目．