Question

【題目】如圖所示，重為1140N的物體，它與水平地面的接觸面積為1.5×103cm2．工人師傅用600N的力勻速提升物體，物體的速度為0.2m/s。（不計摩擦及繩重），求：

（1）工人師傅拉繩的功率；

（2）滑輪組的機械效率；

（3）體重為450N的小明用此滑輪組提升物體，但物體沒有被拉動，物體對地面的最小壓強為多大。

Answer 1

【答案】（1）240W；（2）95%；（3）2000Pa。

【解析】試題分析：（1）拉力移動速度：v拉=2v物=2×0．2m/s=0．4m/s，

工人師傅拉繩的功率：P=W/t=Fs/t=Fv=600N×0．4m/s=240W；

（2）∵η=W有用/W總=Gh/Fs=Gh/F2h=G/2F，

∴滑輪組的機械效率η=G/2F×100%=1140N/2×600N×100%=95%；

（3）不計摩擦及繩重，F=（G+G動）/2，

所以動滑輪重：G動=2F-G=2×600N-1140N=60N，

小明拉繩子時的最大拉力等于其重力，F′=G人=450N，

由于F=（F拉+G動）/2，所以繩子對物體的最大拉力：F拉=2F′-G動=2×450N-60N=840N，

物體對地面的最小壓力：F壓=F支=G-F拉=1140N-840N=300N，

物體對地面的最小壓強：p=F壓/S=300N/0．15m2=2000Pa。