Question

【题目】底面积100cm2的物体静止在水平地面上，对地面的压强为2×105Pa，用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg）求：
（1）物体的质量；
（2）拉力F的功率；
（3）用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物，需要多大的拉力．

Answer 1

【答案】
（1）解：由p= 可知对地面的压力：

F压=pS=2×104Pa×100×10﹣4m2=200N，

由于物体静止在水平地面上，则物体重力：

G=F压=200N，

所以，质量m= = =20kg

（2）解：根据η= = = 可得绳子的拉力：

F= = =125N；

拉力做功W=Fs=Fnh=125N×2×3m=750J；

功率P= = =150W

（3）解：由F= （G+G动）可知动滑轮的重力为：

G动=nF﹣G=2×125N﹣200N=50N；

竖直提升250N的重物时的拉力F'= （G′+G动）= （250N+50N）=150N

【解析】（1）根据p= 求出对地面的压力，由于物体静止在水平地面上时自身的重力和对地面的压力相等，根据G=mg求出其质量；（2）已知物体的重力和动滑轮上绳子的段数，以及滑轮组的机械效率，根据公式η= 可求拉力的大小，最后利用公式W=FS可求拉力做的功；（3）已知动滑轮上绳子的段数，根据F= （G+G动）求出动滑轮的重力；再利用F= （G+G动）可求提升250N重物时的拉力．
【考点精析】解答此题的关键在于理解滑轮（组）的机械效率的相关知识，掌握关于滑轮组机械效率的计算：W有用 = G·h；W总 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W总 （2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)，以及对功率的计算与测量的理解，了解功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．