Question

【題目】一名體重為500N、雙腳與地面接觸面積為0.04m2的學生站在水平地面上，要用滑輪組在20s內將600N的重物勻速提升1m．
（1）他站在地面上時對地面的壓強多大？
（2）畫出滑輪組的繞線方式；
（3）若勻速提升過程中滑輪組的機械效率是75%，拉力F多大？拉力的功率多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：他站在地面上時對地面的壓力：

F=G=500N，

對地面的壓強：

p= = =1.25×104Pa；

答：他站在地面上時對地面的壓強為1.25×104Pa；

（2）解：因為滑輪組要求站在地面上提升重物，

所以，最終的繩子自由端方向向下，則繩子的起始端應在動滑輪上，如圖所示：

答：滑輪組的繞線方式如上圖所示；

（3）解：由圖可知，n=2，則繩端移動的距離：

s=nh=2×1m=2m，

拉力做的有用功：

W有=Gh=600N×1m=600J，

由η= ×100%可得，拉力做的總功：

W總= = =800J，

由W=Fs可得，拉力的大小：

F= = =400N，

拉力的功率：

P= = =40W．

答：拉力F為400N，拉力的功率為40W．

【解析】（1）他站在地面上時對地面的壓力和自己的體重相等，又知道雙腳與地面接觸面積，根據p= 求出對地面的壓強；（2）在使用滑輪組提升重物時，既要考慮到它的省力情況，還應注意動力的施力方向；（3）由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據s=nh求出繩端移動的距離，根據W=Gh求出有用功，利用η= ×100%求出總功，利用W=Fs求出拉力的大小，利用P= 求出拉力的功率．