Question

19．体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A．当物体A以0.1m/的速度匀速上升时，小聪对绳予的拉力F为400N，滑轮组的械效率为80%．（不计摩擦及绳重）

求：（1）装置中B处的定滑轮的作用是改变力的方向．
（2）拉力F的功率．
（3）物体A受到的重力．
（4）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比．

Answer 1

分析 （1）定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
（2）由图确定通过动滑轮绳子的段数n，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=Fnv_物计算拉力的功率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$计算物体A受到的重力；
（4）分别找出小聪拉动绳子前后对地面压力，根据p=$\frac{F}{S}$计算前后对地面的压强之比．

解答 解：（1）定滑轮的作用是可以改变力的方向；
（2）由图通过动滑轮绳子的段数n=3，物体A匀速上升，
拉力F的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=Fnv_物=400N×3×0.1m/s=120W；
（3）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%可得，
物体A受到的重力：
G=ηnF=80%×3×400N=960N；
（3）小聪拉动绳子前对地面压力F=G_人=600N，
小聪拉动绳子后对地面压力F′=G_人-F=600N-400N=200N，
小聪拉动绳子前后对地面的压强之比：$\frac{p}{p′}$=$\frac{\frac{F}{S}}{\frac{F′}{S}}$=$\frac{F}{F′}$=$\frac{600N}{200N}$=$\frac{3}{1}$．
答：（1）改变力的方向．
（2）拉力F的功率为120W；
（3）物体A受到的重力为960N；
（4）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比为3：1．

点评 此题考查平衡力的应用，机械效率和压强等计算，考查的知识点多，综合性强．由滑轮组的特点知道：绳子自由端移动的速度与物体上升速度之间的关系是v′=3v，是突破口．