Question

13．如圖甲，A是長0.5m，寬0.4m，高0.2m的建筑材料，重800N，放在水平地面上．如圖乙，建筑工人用動滑輪把A從地面運送到樓上，在卷揚機對繩子的拉力作用下，A在50s的時間里，勻速豎直上升了10m．在這個過程中，動滑輪提升建筑材料A所做的有用功為W_有，卷揚機對繩子的拉力F做功的功率為200W．繩重可忽略不計．求：
（1）圖甲中，A對水平地面的壓強是多少？
（2）圖乙中，有用功W_有．
（3）圖乙中，動滑輪勻速提升建筑材料A的機械效率η．

Answer 1

分析 （1）靜止在水平面上的物體，其對水平面的壓力大小等于物體自身重力，由p=$\frac{F}{S}$解題；
（2）知道物體A的重力和上升的高度，利用W=Gh求有用功；
（3）利用W=Pt計算卷揚機對繩子的拉力F做功的功，即總功，再利用效率公式求使用動滑輪的機械效率．

解答 解：（1）由題可知，物體放在水平面上，所以：F_壓=G=800N
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{0.5×0.4m}$=4000Pa；
（2）動滑輪提升建筑材料A所做的有用功W_有=Gh=800N×10m=8000J；
（3）卷揚機對繩子的拉力F做功即總功：W_總=Pt=200W×50s=10000J，
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{80000J}{100000J}$×100%=80%．
答：（1）圖甲中，A對水平地面的壓強是4000Pa；
（2）圖乙中，有用功為8000J；
（3）圖乙中，動滑輪勻速提升建筑材料A的機械效率為80%．

點評 本題考查了壓強、使用動滑輪有用功、總功、機械效率的計算，注意本題的總功為卷揚機做的功，需要利用W=Pt計算．