Question

【題目】小李家新買的房子位于12m高的5樓上，裝修時利用如圖所示的滑輪組提升裝修材料。小李站在地面上把一件重為400N的材料勻速提升到樓上，此過程中滑輪組的機械效率為80%。若小李質量為65kg，雙腳與地面的接觸面積為400cm2（不計繩重及摩擦，g取10N/kg）

求：（1）在此過程中小李所做的總功是多少？

（2）在此過程中，小李對地面的壓強是多少？

（3）小李利用此滑輪組提升裝修材料時，一次能提起重物的重力不能超過多少N？

Answer 1

【答案】(1) 6000J；(2) 104Pa；(3) 1200N

【解析】

(1)小李做的有用功

W有用=Gh=400N×12m=4800J

小李做的總功

做的總功為6000J。
(2)由圖知繩子股數(shù)n=2，拉力端移動距離

s=2h=2×12m=24m

繩端的拉力

小李的重力

G人=m人g=65kg×10N/kg=650N

小李向下拉繩子時，繩子對他施加了向上的250N拉力，此過程中他對地面的壓力

F壓=G人-F=650N-250N=400N

他對地面的壓強

他對地面的壓強為104Pa。
(3)不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，拉力

則動滑輪的重力

G動=2F-G=2×250N-400N=100N

小李的最大拉力

F最大=G人=650N

因為

所以提升的最大物體重力

G最大=2F最大-G動=2×650N-100N=1200N

提升的最大物體重力為1200N。

答：(1)在此過程中小李所做的總功是6000J；
(2)在此過程中，小李對地面的壓強為104Pa；
(3)小李利用此滑輪組提升裝修材料時，一次能提起重物的重力不能超過1200N。