Question

【题目】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A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）．求：

（1）拉力F的功率；
（2）物体A受到的重力；
（3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；
（4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力．

Answer 1

【答案】
（1）

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=Fv=Fnv物=400N×3×0.1m/s=120W

（2）

根据η===，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：====；

（4）

不计摩擦及绳重，F=（G物+G动），

提起A时，G动=3F﹣GA=3×400N﹣960N=240N，

小聪对绳子自由端拉力最大等于他的重力，即F最大=G人=600N，

此时提起物体的重力最大：G最大=3F﹣G动=3×600N﹣240N=1560N．

【解析】（1）由图确定通过动滑轮绳子的段数n，根据P=Fv=Fnv物计算拉力的功率；
（2）根据η===计算物体A受到的重力；
（3）分别找出小聪拉动绳子前后对地面压力，根据p=计算前后对地面的压强之比；
（4）不计摩擦及绳重，根据F=（G物+G动）先计算动滑轮重，再计算能提起物体的最大重力．
【考点精析】通过灵活运用压强的大小及其计算和滑轮（组）的机械效率，掌握压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）；关于滑轮组机械效率的计算：W有用 = G·h；W总 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W总 （2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)即可以解答此题．