Question

如图所示，滑轮组下端用细线吊着边长为0.2m的正方体物块，物块放在水平地面上．若用F₁=120N的力竖直向下拉绳子的自由端时，物块对地面的压强为6500Pa；若用力F₂竖直向下拉绳子的自由端时，物块以0.1m/s的速度匀速上升，滑轮组的机械效率为80%．不计绳重和轮与轴的摩擦，取g=10N/kg．则（ ）
A．动滑轮重150N
B．物块的质量为40kg
C．若以0.2m/s的速度匀速提升物块，滑轮组的机械效率大于80%
D．若以0.2m/s的速度匀速提升物块，竖直向下的拉力大于F2

Answer 1

【答案】分析：先根据压强公式求出物体对地面的压力，然后对动滑轮进行受力分析，得出物体和动滑轮的总重力；当用力F₂竖直向下拉绳子的自由端时，根据η====求出物体的重力，并进一步得出物体的质量和动滑轮的重力；根据机械效率的公式分析与速度的关系；当物体处于平衡状态时，受平衡力作用．
解答：解：根据题意可得：若用F₁=120N的力竖直向下拉绳子的自由端时，物块对地面的压力：F=PS=6500Pa×0.2m×0.2m=260N，
对动滑轮进行受力分析可得：2F₁=（G-F）+G_动，即G+G_动=2×120N+260N=500N；
若用力F₂竖直向下拉绳子的自由端时，物块以0.1m/s的速度匀速上升，滑轮组的机械效率为80%，由η=可得，G=η×（G+G_动）=80%×500N=400N，m==40kg；故B正确；
G_动=500N-G=500N-400N=100N；故A错误；
根据机械效率的计算公式可知，机械效率的大小与物体运动的速度无关；故C错误；
无论物体以0.1m/s的速度还是0.2m/s的速度匀速提升物体，物体都处于平衡状态，则竖直向下的拉力都为F₂；故D错误．
故选B．
点评：本题考查了学生对压强公式、机械效率计算公式的理解和运用，关键是会对公式进行灵活变形，同时通过公式可知影响机械效率的因素，本题具有一定的难度．