Question

【题目】如图所示，小车在水平面上通过滑轮组提升重物．动滑轮重400N．与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小车的最大输出功率为15KW，水平地面上一物体A重1600N，与地面的接触面积为4m2 ． （不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）．请求
（1）提升前，物体A对水平地面的压强．
（2）滑轮组提升重物A时的机械效率．
（3）若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力．

Answer 1

【答案】
（1）

解：提升前，物体A对水平地面的压力：F=G=1600N，

物体A对水平地面的压强：p= = =400Pa；

答：提升前，物体A对水平地面的压强为400Pa

（2）

解：滑轮组提升重物A时的机械效率：

η= = = = =80%；

答：滑轮组提升重物A时的机械效率为80%

（3）

解：由图可知，n=3，则小车运动的速度v=3v物=3×1m/s=3m/s，

根据P= = =Fv可得，小车能提供的最大拉力：F= = =5000N，

因为F= （G最大+G动），所以G最大=3F﹣G动=3×5000N﹣400N=14600N．

答：若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力为14600N．

【解析】（1）提升前，物体A对水平地面的压力等于其自身重力，又知受力面积，利用p= 计算压强；（2）利用η= = = 计算轮组提升重物A时的机械效率．（3）首先确定滑轮组绳子的有效股数，然后求出小车移动的速度，再利用P= = =Fv求出小车能提供的最大拉力，再利用F= （G+G动）计算整个装置工作过程中能提升重物的最大重力．此题考查压强、机械效率的计算，功率公式的应用，关键是功率推导公式P=Fv、机械效率推导公式公式η= 和不计绳重及滑轮组的摩擦时滑轮组绳子拉力计算公式F= （G+G动）的运用．
【考点精析】认真审题，首先需要了解滑轮组绳子拉力的计算(1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担，用n 表示．2、确定重物的上升距离，和拉力F 的绳端的移动距离；重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是：nh；3、看是否计动滑轮的重力．（绳重与摩擦一般情况都不计）当不计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)G物 ；当计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)（G物 + G轮）)，还要掌握压强的大小及其计算(压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）)的相关知识才是答题的关键．