Question

如圖所示，一個邊長為80cm的正方體重640N，放在水平地面上，一個人站在地上利用滑輪組將重物勻速提起來．求：
（1）人還沒有用力拉之前，重物對地面的壓強是多大？
（2）如果人對繩子的實際拉力是400N，滑輪組的機械效率是多少？
（3）若此時物體以0.1m/s的速度勻速上升10s，則拉力的功率是多少？

Answer 1

分析：（1）先根據(jù)面積公式求出正方體的底面積，再根據(jù)水平面上物體對地面的壓力和重力相等，利用壓強公式求出重物對地面的壓強；
（2）分析圖中與動滑輪相連的繩子段數(shù)n，根據(jù)滑輪組機械效率η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

求出其大小；
（3）根據(jù)P=

W總

t

=

Fs

t

=

Fnh

t

=Fnv_物求出人拉繩的功率．

解答：解：（1）正方體與地面的接觸面積為：S=a²=（0.8m）²=0.64m²，
∵物體靜止于水平面
∴對地面壓力：F=G=640N
對地面壓強：p=

F

S

=

640N

0.64m3

=1000Pa；
（2）由圖可知：承擔(dān)拉力的繩子段數(shù)是：n=3，
∵η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

，
∴機械效率η=

G

nF

×100%=

640N

2×400N

×100%=80%，
人拉繩的功率為：P═FnV_物=320N×3×0.2m/s=192W．
（3）∵拉力做功：W_總=Fs，v=nv′=2×0.1m/s=0.2m/s，
∴拉力功率：P=

W總

t

=

Fs

t

=Fv=400N×0.2m/s=80W．
答：（1）人還沒有用力拉之前，重物對地面的壓強是1000Pa；
（2）如果人對繩子的實際拉力是400N，滑輪組的機械效率是80%；
（3）拉力的功率是80W．

點評：本題考查了壓強、機械效率、功率的計算，關(guān)鍵是公式的靈活運用和計算式推導(dǎo)，解題過程還要注意單位的換算．