Question

11．如圖所示，正方體邊長(zhǎng)為10cm，放在水平地面上．若繩頭拉力F₁=100N時(shí)，物體靜止，對(duì)地面壓強(qiáng)為10000Pa；若用F₂拉繩頭時(shí)，物體以 0.2m/s的速度勻速上升，滑輪組的機(jī)械效率60%，不計(jì)繩重和摩擦，g取10N/kg，則正確的是（　�。�

• A． 拉力F₂=130N
• B． 動(dòng)滑輪重120N
• C． 物體質(zhì)量為20kg
• D． 若再增加物體一個(gè)相同的物體滑輪組機(jī)械效率為120%

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)壓強(qiáng)公式求出物體對(duì)地面的壓力，然后對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析，得出物體和動(dòng)滑輪的總重力；
（2）當(dāng)用力F₂豎直向下拉繩子的自由端時(shí)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動(dòng)}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$求出物體的重力，并進(jìn)一步得出物體的質(zhì)量和動(dòng)滑輪的重力；
（3）由于額外功不可避免，機(jī)械效率總小于1．

解答 解：（1）根據(jù)題意可得：若用F₁=100N的力豎直向下拉繩子的自由端時(shí)，物塊對(duì)地面的壓力：F=PS=10000Pa×0.1m×0.1m=100N，
對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析可得：2F₁=（G-F）+G_動(dòng)，即G+G_動(dòng)=2×100N+100N=300N；
若用力F₂豎直向下拉繩子的自由端時(shí)，物塊以0.2m/s的速度勻速上升，滑輪組的機(jī)械效率為60%，由η=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$可得，G=η×（G+G_動(dòng)）=60%×300N=180N，則G_動(dòng)=300N-180N=120N，m=$\frac{G}{g}$=$\frac{180N}{10N/kg}$=18kg，故B正確，C錯(cuò)誤；
（2）F₂=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）=$\frac{1}{2}$×300N=150N，故A錯(cuò)誤；
（3）由于額外功不可避免，有用功總是小于總功，機(jī)械效率總小于1，不可能為120%，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式、機(jī)械效率計(jì)算公式的理解和運(yùn)用，關(guān)鍵是會(huì)對(duì)公式進(jìn)行靈活變形，同時(shí)通過(guò)公式可知影響機(jī)械效率的因素，本題具有一定的難度．