Question

8．如图所示，重200N、边长为0.1m的正方体物块放在水平地面上，一名重600N的工人用128N的力将重物以0.3m/s的速度匀速提起．（不计绳重和摩擦）求：
（1）拉力的功率及滑轮组的机械效率．
（2）当工人拉绳子的力是50N时，正方体物块对地面的压强．
（3）用此滑轮组能提升的最大物重是多少？

Answer 1

分析 （1）已知物体上升速度和拉力，根据P=Fv求出拉力的功率；根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出机械效率；
（2）求出拉力为50N时，人对地面的压力，利用p=$\frac{F}{S}$及时压强；
（3）当绳子的拉力和人的体重相等时，滑轮组所提升物体的物重最大；利用F′=$\frac{1}{2}$（G_物′+G_动）求最大物重．

解答 解：（1）物体上升的速度 v_物=0.3m/s，那么绳子下降的速度：v_绳=nv_物=2×0.3m/s=0.6m/s．
拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_绳=128N×0.6m/s=76.8W；
滑轮组的机械效率  η═$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{200N×h}{128N×2h}$×100%≈78.1%；
（2）由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）得，动滑轮重：G_动=2F-G=2×128N-200N=56N，
当拉绳子的力是50N时，绳子对物体的拉力：F′=2×50 N-56 N=44N
物体对地面的压力：F₁=200N-44N=156N，
物块对地面的压强：P=$\frac{{F}_{1}}{S}$=$\frac{156N}{0.01{m}^{2}}$=15600Pa．
（3）工人对绳子的最大拉力等于他本身的重力，即：F_大=G_人=600N
由F=$\frac{1}{n}$（G+G_动）得，
最大物重：G_最大=nF_大-G_动=2×600N-56 N=1144N．
答：（1）拉力的功率是76.8W，滑轮组的机械效率为78.1%；
（2）当工人拉绳子的力是50N时，正方体物块对地面的压强是15600Pa；
（3）用此滑轮组能提升的最大物重是1144N．

点评 本题主要考查学生对功率、压强和滑轮组的机械效率的理解和掌握，属于基础题目，要求学生应熟练掌握．