Question

【题目】有一质量为60kg、底面积是0.5m2的物体先静置在水平地面上，然后工人用如图所示的装置在20s内将物体匀速向上移动4m，已知拉力F的大小为400N，在此过程中不计绳重和摩擦，求：
（1）物体静置时对水平地面的压强；（g=10N/kg）
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率．
（4）动滑轮的重力．

Answer 1

【答案】
（1）解：物体重力：

G=mg=60kg×10N/kg=600N

物体对水平地面的压力：

F压=G=600N，

对地面的压强：

p= = =1200Pa

（2）解：工人做的有用功：

W有=Gh=600N×4m=2400J；

由图可知，n=2，绳端移动的距离：

s=2h=2×4m=8m，

工人拉力做的总功：

W总=Fs=400N×8m=3200J，

滑轮组的机械效率：

η= ×100%= ×100%=75%

（3）解：工人拉力的功率：

P= = =160W

（4）解：根据F= （G+G动）可得，动滑轮的重力：

G动=2F﹣G=2×400N﹣600N=200N

【解析】（1）知道物体的质量，利用G=mg求其重力，物体对地面的压力等于物体重力，知道物体底面积（受力面积），利用p= 求物体对地面的压强；（2）知道物体的重力和上升的高度，根据W=Gh求出工人做的有用功；由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功，再根据效率公式求滑轮组的机械效率；（3）求出了总功和时间，利用P= 求工人拉力的功率．（4）利用F= （G+G动）计算动滑轮的重力．
【考点精析】利用滑轮组绳子拉力的计算和压强的大小及其计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担，用n 表示．2、确定重物的上升距离，和拉力F 的绳端的移动距离；重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是：nh；3、看是否计动滑轮的重力．（绳重与摩擦一般情况都不计）当不计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)G物 ；当计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)（G物 + G轮）；压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）．