Question

（2013?天河区二模）如图所示，小华想通过滑轮组将质量为60kg的箱子在15s内从地面送到6m高的三楼．
（g取10N/kg）．求：
（1）若箱子平放时与地面的接触面积为0.15m²，箱子对地面的压强为多少？
（2）箱子上升的速度．
（3）在图中画出利用滑轮组有效提升箱子的绳子绕法．
（4）小华吊起箱子过程中做的有用功是多少？
（5）若小华用的拉力是400N，求滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析：（1）箱子平放时对地面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据p=

F

S

求出箱子对地面的压强；
（2）已知箱子上升的高度和时间，根据速度公式求出上升的速度；
（3）首先确定绳子的拉力方向向下，然后顺次绕线；
（4）知道吊起箱子的重力和上升的高度，根据W=Gh求出有用功；
（5）滑轮组绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，利用效率公式求出滑轮组的机械效率．

解答：解：（1）若箱子平放时，对地面的压力：
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
箱子对地面的压强：
p=

F

S

=

600N

0.15m2

=4000Pa；
（2）箱子上升的速度：
v=

s

t

=

6m

15s

=0.4m/s；
（3）确定绳端的拉力方向向下，并顺次绕线，如同所示：

（4）小华吊起箱子过程中做的有用功：
W_有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×6m=3600J；
（5）滑轮组绳端移动的距离：
s=nh=2×6m=12m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=400N×12m=4800J，
滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

3600J

4800J

×100%=75%．
答：（1）箱子对地面的压强为4000Pa；
（2）箱子上升的速度为0.4m/s；
（3）滑轮组绳子的绕法如上图所示；
（4）小华吊起箱子过程中做的有用功是3600J；
（5）滑轮组的机械效率是75%．

点评：本题考查了压强公式、重力公式、速度公式、做功公式和效率公式的应用，关键是会根据滑轮组绳端的方向判断缠绕方式．