Question

7．如图，工人用滑轮组将放在水平地面上的物体匀速拉高了h=3m，已知物体的质量m=10kg，底面积S=8×10^-3m²，动滑轮重G_动=20N，（滑轮组的绳重和摩擦均不计）求：
（1）物体所受到重力的大小
（2）人未拉绳子时物体对地面的压强
（3）在这过程中拉力所做的总功
（4）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）知道物体的质量，根据G=mg求出其重力；
（2）人未拉绳子时物体对地面的压力和自身的重力相等，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（3）滑轮组的绳重和摩擦均不计，克服动滑轮和物体重力做的功为总功，根据W=Gh求出总功的大小；
（4）拉力做的有用功即为克服物体重力做的功，根据W=Gh求出其大小，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）物体所受到的重力：
G=mg=10kg×10N/kg=100N；
（2）人未拉绳子时，物体对地面的压力：
F=G=100N，
物体对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{100N}{8×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.25×10⁴Pa；
（3）因滑轮组的绳重和摩擦均不计，克服动滑轮和物体总重力做的功为总功，
所以，在这过程中拉力所做的总功：
W_总=（G+G_动）h=（100N+20N）×3m=360N；
（4）所做的有用功：
W_有=Gh=100N×3m=300J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{300J}{360J}$×100%≈83.3%．
答：（1）物体所受到重力的大小为100N；
（2）人未拉绳子时物体对地面的压强为1.25×10⁴Pa；
（3）在这过程中拉力所做的总功为360J；
（4）滑轮组的机械效率为83.3%．

点评 本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、机械效率公式的应用，明确有用功和总功是关键，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等．