Question

为了将放置在水平地面上重G=100 N的重物提升到高处。小明设计了如图甲所示的滑轮组装置。当小明用如图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2 m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。（已知小明的质量为60kg，每只鞋与地面的有效接触面积为200cm2）求：

(1)在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率；

(2)在1~2s内，拉力F所做的功W；

(3)在0~1s内，小明对地面的压强与重物对地面的压强。

Answer 1

由图像可知，在2─3s内，重物做匀速运动，= 2.50 m/s，拉力F1=40N，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h1的3倍。

拉力F的功率┈┈┈┈（1分）      

滑轮组的机械效率┈┈┈┈（1分）

在1─2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m；

拉力F所做的功┈┈┈┈（2分）

设动滑轮重为G动，。

在0─1s内，拉力F3=30N。取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力、、向上的支持力以及三根绳子向上的拉力的作用处于静止状态，如图1所示。

地面对重物的支持力

由于力的作用是相互的，所以重物对地面的压力， 

重物对地面的压强

在0─1s内，拉力F3=30N。取人为研究对象，人受到向下的重力、地面对人向上的支持力以及绳子向上的拉力三个力的作用处于静止状态，如图2所示。

由于力的作用是相互的，所以人对地面的压力，

小明对地面的压强 

（其他解法正确的，均可相应得分）