Question

1．小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体移动了3m，物体重为2000N，与地面的接触面积为0.5m²，匀速运动时，绳子自由端受到的拉力F为200N，机械效率为75%求：
（1）物体对地面的压强；
（2）拉力F做的功；
（3）物体与地面的摩擦阻力为多少？

Answer 1

分析 （1）物体对地面的压力和自身的重力相等，再根据公式p=$\frac{F}{S}$求出物体对地面的压强；
（2）由图可知，绳子的有效股数为3，根据s_绳=ns_物求出绳子自由端移动的距离，利用W=Fs_绳求出拉力做的总功；
（3）求出了总功，又已知滑轮组的机械效率，根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可求出有用功；而使用水平滑轮组时克服摩擦力做的功为有用功，根据W_有=fs_物计算物体与地面的摩擦阻力．

解答 解：（1）物体对水平地面的压力：F=G=2000N，
物体对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2000N}{0.5{m}^{2}}$=4000Pa；
（2）由图可知n=3，
则绳子自由端移动的距离：s_绳=ns_物=3×3m=9m，
拉力F做的功：W_总=F_拉s_绳=200N×9m=1800J；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可得，有用功：
W_有=W_总•η=1800J×75%=1350J；
又因为使用水平滑轮组时克服摩擦力做的功为有用功，即W_有=fs_物 ，
所以，物体与地面的摩擦阻力：f=$\frac{{W}_{有}}{{s}_{物}}$=$\frac{1350J}{3m}$=450N．
答：（1）物体对地面的压强为4000Pa；
（2）拉力F做的功为1800J；
（3）物体与地面的摩擦阻力为450N．

点评 本题综合考查了压强、功、功率、机械效率的计算，解答本题关键：知道克服摩擦力做的功为有用功．