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6.质量为40kg、边长为20cm的正方体静止在水平地面上.用如图所示的滑轮组在10s内将物体匀速竖直提升3m,已知动滑轮重100N,不计绳重和摩擦.(g=10N/kg)求:
(1)提升前,物体静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)拉力F的功率;
(3)滑轮组的机械效率.

分析 (1)物体静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强;
(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳端移动的距离,不计绳重和摩擦时,根据F=$\frac{1}{n}$(G+G)求出拉力的大小,根据W=Fs求出总功,利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率;
(3)根据W=Gh求出有用功,根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率.

解答 解:
(1)提升前,物体静止在水平地面上时对地面的压力:
F=G=mg=40kg×10N/kg=400N,
对地面的压强:
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{400N}{20×20×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1×104Pa;
(2)由图可知,n=2,则绳端移动的距离:
s=nh=2×3m=6m,
不计绳重和摩擦时,拉力大小:
F=$\frac{1}{n}$(G+G)=$\frac{1}{2}$×(400N+100N)=250N,
拉力做的总功:
W=Fs=250N×6m=1500J,
拉力F的功率:
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1500J}{10s}$=150W;
(3)有用功:
W=Gh=400N×3m=1200J,
滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1200J}{1500J}$×100%=80%.
答:(1)提升前,物体静止在水平地面上时对地面的压强为1×104Pa;
(2)拉力F的功率为150W;
(3)滑轮组的机械效率80%.

点评 本题考查了压强、功、功率、机械效率的计算,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等,同时要明确有用功和总功.

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