Question

小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体移动了3m，物体重为2000N，与地面的接触面积为0.5m²，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力F 为200N，求：
（1）物体对地面的压强；
（2）拉力F做的功；
（3）该装置的机械效率．

Answer 1

解：（1）物体对地面的压力：
F=G=2000N，
物体对地面的压强：
p===4000Pa；
（2）由图可知：n=3，
绳子自由端移动的距离：
s=ns′=3×3m=9m，
拉力F做的功：
W_F=F_拉s=200N×9m=1800J；
（3）该装置的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=75%．
答：（1）物体对地面的压强为4000Pa；
（2）拉力F做的功为1800J；
（3）该装置的机械效率为75%．
分析：（1）物体对地面的压力和自身的重力相等，再根据压强公式求出物体对地面的压强；
（2）由图可知绳子的有效股数为3，根据s=ns′求出绳子自由端移动的距离，利用W=Fs求出拉力做的功；
（3）根据η=×100%=×100%=×100%=×100%求出该装置的机械效率．
点评：本题综合考查了功的计算、功率的计算、机械效率的计算，本题关键：知道克服摩擦力做的功为有用功．