Question

【題目】如圖所示的裝置中，輕質杠桿AOB可以繞軸0自由轉動，且AO∶OB=1∶4，今在杠桿B端掛一質量為9kg的物體D，人用豎直向下的拉力為F時，杠桿恰能在水平位置平衡，且讓底面積為0.1m2實心柱體C在10s內沿水平面勻速移動了2m。每個滑輪均重20N，物體C受滑動摩擦力是其重力的0.22倍，C受繩拉力方向始終水平（忽略繩重、滑輪之間的摩擦及杠桿各處的摩擦，g取10N/kg）。則：

(1)D物體受重力_______N，輕繩E對杠桿A端的拉力是________N。

(2)拉力F的功率是_______W，人利用滑輪組拉動物體C的機械效率是_______%。（結果保留一位小數）

(3)物體C的質量________kg，C對水平地面的壓強是________Pa。

Answer 1

【答案】90 360 48 91.7 100

【解析】

(1)[1]由題可知，D物體受重力為

[2]由杠桿平衡條件可知，輕繩E對杠桿A端的拉力滿足如下關系

則輕繩E對杠桿A端的拉力為

(2)[3]以定滑輪為研究對象，定滑輪受輕繩E向上的拉力，定滑輪自身重力，滑輪組繩子對它向下的拉力作用，滿足如下關系

則

實心柱體C在10s內沿水平面勻速移動了2m，拉力F的做功

拉力F的功率是

[4]忽略繩重、滑輪之間的摩擦及杠桿各處的摩擦，人利用滑輪組拉動物體C時，額外功為提升下方動滑輪所做的功

則有用功為

人利用滑輪組拉動物體C的機械效率是

(3)[5]該滑輪組，克服C與地面摩擦所做的功為由用功，則摩擦力大小為

又因為物體C受滑動摩擦力是其重力的0.22倍，所以物體重力為

物體C的質量

[6]C對水平地面的壓強是