Question

【题目】用如图所求的滑轮组在5s内将静止在水平地面上质量m=40kg，底面积S=1m2的物体匀速竖直提升3m，所用拉力F=250N，问：
（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强是多大？（g=10N/kg）
（2）滑轮组提升物体过程中做的有用功是多少？
（3）拉开力F的功率是多少？
（4）滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：物体静止在水平地面上，则F压=G=mg=40kg×10N/kg=400N；

物块对地面的压强是p= = =400Pa；

答：提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强是400Pa；

（2）解：有用功W有用=Gh=400N×3m=1200J；

答：滑轮组提升物体过程中做的有用功是1200J；

（3）解：由图可知：动滑轮上绳子的段数n=2，则拉力作用点移动的距离s=nh=2×3m=6m；

W总=Fs=250N×6m=1500J；

功率P= = =300W；

答：拉开力F的功率是300W；

（4）解：滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=80%．

答：滑轮组的机械效率是80%

【解析】（1）已知物体的质量利用G=mg求出重力，物体未提之前对地面的压力等于自身的重力；根据公式p= 可求对地面的压强；（2）利用W=Gh求有用功；（3）已知动滑轮上绳子的段数，根据s=nh求出拉力作用点移动的距离；利用W=Fs求出总功，利用P= 求功率；（4）滑轮组的机械效率根据公式η= 可求．
【考点精析】解答此题的关键在于理解压强的大小及其计算的相关知识，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），以及对功的计算的理解，了解功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．