Question

10．物體重600N，放在水平地面上，與地面的接觸面積是500cm²（如圖甲所示），某工人用400N的力在10s內(nèi)將物體勻速提高了5m（如圖乙所示）
（1）物體放在水平地面上時，對地面的壓強是多少？
（2）繩子自由端移動速度是多少？
（3）拉力的功率是多少？
（4）滑輪組的機械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）物體放在水平地面上時對地面的壓力等于自身的重力，知道物體與地面的接觸面積（受力面積），利用p=$\frac{F}{S}$求物體對地面的壓強；
（2）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出繩子自由端移動速度；
（3）根據(jù)W=Fs求出工人做的總功，利用P=$\frac{W}{t}$求工人拉力的功率；
（4）根據(jù)W=Gh求出工人做的有用功，再根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）物體對水平地面的壓力：
F_壓=G=600N，
受力面積：
S=500cm²=0.05m²，
物體對地面的壓強：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{600N}{0.05{m}^{2}}$=1.2×10⁴Pa；
（2）由圖可知，n=2，則繩端移動的距離：
s=nh=2×5m=10m，
繩子自由端移動速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{10m}{10s}$=1m/s；
（3）工人拉力做的總功：
W_總=Fs=400N×10m=4000J，
工人拉力的功率：
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{4000J}{10s}$=400W；
（4）工人做的有用功：
W_有=Gh=600N×5m=3000J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3000J}{4000J}$×100%=75%．
答：（1）物體放在水平地面上時，對地面的壓強是1.2×10⁴Pa；
（2）繩子自由端移動速度是1m/s；
（3）拉力的功率是400W；
（4）滑輪組的機械效率是75%．

點評 本題考查了壓強、功、功率、機械效率的計算，關鍵是公式的靈活應用和知道物體對地面的壓力等于物體的重力．