Question

【題目】為了將放置在水平地面上、重G=84 N的重物提升到高處。小明同學設計了圖（甲）所示的滑輪組裝置。當小明用圖（乙）所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度υ和上升的高度h隨時間t變化的關系圖像分別如圖（丙）和（丁）所示。若重物與地面的接觸面積S=5×10-2 m2，不計摩擦和繩重，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。求：

（1）在2~3s內，拉力F的功率P

（2）在2~3s內，滑輪組的機械效率η

（3）在1~2s內，拉力F做的功W

（4）在0~1s內，重物對地面的壓強p

Answer 1

【答案】262.5W 80% 150 J 300 Pa

【解析】

(1)由圖可以知道在2~3s內,重物做勻速運動,,拉力

,因為從動滑輪上直接引出的繩子股數(承擔物重的繩子股數)n=3, 所以拉力F的作用點下降的速度,拉力做功功率(總功率):

;

(2) 在2~3s內,滑輪組的機械效率:,

(3)在1~2s內,拉力F2=40N,重物上升高度h2=1.25m,

拉力F的作用點下降的距離,拉力做的功:

;

(4)設動滑輪重為G動,，所以動滑輪重:

在0~1s內,拉力F1=30N,把動滑輪和重物看成整體,則這個整體受到向下的重力、向上的支持力以及三根繩向上的拉力作用處于靜止狀態.,地面對物體的支持力: ,根據力的作用是相互的,重物對地面的壓力: ,對地面的壓強:

答案: 262.5W 80% 150 J 300 Pa