Question

为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，物体上升速度v随时间变化关系图像为图（丙），物体上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（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。求：

（1）没有拉力作用在物体上时，物体对地面的压强是多少？
（2）匀速提升物体时，滑轮组的机械效率多大？
（3）在1~2s内，拉力F做的功是多少？

Answer 1

（1）2×10³ Pa （2）83.3%  （3）187.5J

知道物体的重力和与地面的接触面积，利用公式P="F/S" 计算压强；
（2）根据丙图发现在2～3s内是匀速提升物体的，找出甲图上对应的拉力，根据η=W_有用 /W_总="G" /Fn ×100%就可以计算出滑轮组的机械效率；
（3）从甲图中找出1～2s内对应的拉力F，从丁图找出对应的物体上升的高度h，根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功．（1）P=F/S=G/S=2×10³ Pa
（2）匀速提升物体时，由图可知拉力F=40N
=w_有/w_总=Gh/Fs=G/3F=83.3%
（3）在1-2s内，F=50N   h=1.25s     s=3h=3.75m
W=Fs=50N×3.75m=187.5J