Question

【题目】在一次施工中，体重为600N的搬运工人用如图所示的滑轮组在10s内将一个重150N的物体匀速提升4m，所用的拉力为60N，不计绳重及摩擦．求：

（1）工人用滑轮组提升重物时的机械效率；

（2）工人做功的功率；

（3）在另一次施工中，需要提起重为600N，体积是8dm3的正方体物块。如果工人用的拉力为150N，通过计算说明工人是否能将重物提起？这时物块对地面的压强是多大？

Answer 1

【答案】（1）83.3% （2）72W （3）不能提起；4500pa

【解析】（1）由图知，n=3，拉力端移动的距离s=3h=3×4m=12m，

拉力做的有用功W有用=G1h=150N×4m=600J，

拉力做的总功W总=F1s=60N×12m=720J，

滑轮组的机械效率：η=W有用/W总=600J/720J×100%≈83.3%；

（2）工人做功的功率：P=W总/t=720J/10s=72W；

（3）不计绳重及摩擦，拉力F1=（G1 +G轮）/3，则动滑轮重力：

G轮=3F1-G1=3×60N-150N=30N，

提起重为G′=600N物体时，拉力F2=（G2 +G轮）/3=（600N+30N）/3=210N，

因为工人用的拉力为150N，所以工人不能将重物提起；

当工人拉力F=150N时，F=（F拉+G轮）/3，则滑轮组对物体的拉力：

F拉=3F-G轮=3×150N-30N=420N，

此时物体对地面的压力：F压=G-F拉=600N-420N=180N，

正方体物块的体积V=8dm3，则物块的边长为2dm=0.2m，

物块的底面积，即受力面积S=0.2m×0.2m=0.04m2，

物块对地面的压强：p=F压/S=180N/0.04m2=4500Pa。