Question

15．如图所示，重为900N的物体，它与水平地面的接触面积为1.0×10³cm²．工人师傅用500 N的力匀速提升物体．（不计摩擦及绳重）求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）体重为400N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大．

Answer 1

分析 （1）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求出机械效率；
（2）根据工人师傅的拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_动）求出动滑轮重，小明的最大拉力为F=G=400N，根据F=$\frac{1}{2}$（F_拉+G_动）求出绳子对物体的拉力，则物体对地面的压力F_压=F_支=G-F_拉，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的最小压强．

解答 解：（1）拉力：F=500N；物重：G=900N；绳子的股数；n=2；
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{900N}{2×500N}$×100%=90%；
（2）不计摩擦及绳重，F=$\frac{1}{2}$（G+G_动），
所以动滑轮重：G_动=2F-G=2×500N-900N=100N，
小明拉绳子时的最大拉力等于其重力，F′=G_人=400N；
所以绳子对物体的最大拉力：F_拉=2F′-G_动=2×400N-100N=700N，
物体对地面的最小压力：
F_压=F_支=G-F_拉=900N-700N=200N，
物体对地面的最小压强：p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{200N}{1.0×1{0}^{3}×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2000pa．
答：（1）滑轮组的机械效率为90%；
（2）物体对地面的最小压强为2000Pa．

点评 此题主要考查的是学生对机械效率、压强计算公式的理解和掌握，弄明白物体对地面的压力是解决此题的关键．