Question

【题目】今年6月以来我国南方普降大雨，多地发生泥石流，一块巨石滚到了公路上，抢修人员正在用如图所示的装置将石头拖离公路．若石头的重为1.2×104 N，与地面的接触面积为0.2m2 ， 石头在水平路面上被匀速直线拉动，10s内绳子自由端沿水平方向匀速直线移动了3m，石头受到的摩擦阻力为3.6×103 N，绳子自由端的拉力为1500N．求：
（1）石头静止在水平地面上时，对地面的压强．
（2）绳子自由端拉力的功率．
（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

【答案】
（1）

解：F′=G=1.2×104 N，p= = = =60 000 Pa．

答：石头静止在水平地面上时，对地面的压强为60 000 Pa．

（2）

解：W总=Fs=1 500 N×3 m=4 500 J，P= = =450 W．[或v= = =0.3 m/s，P=Fv=1 500 N×0.3 m/s=450 W]

答：绳子自由端拉力的功率为450 W．

（3）

解：W有用=f× =3.6×103 N×1 m=3 600 J．W总=Fs=1 500 N×3 m=4 500 J．η= = =80%

答：机械效率为80%．

【解析】（1）石头静止在水平地面上时，对地面的压力等于石头的重力，利用压强公式p= 求出石头对地面的压强．（2）已知绳子自由端的拉力和移动的距离，可利用公式W=Fs求出用绳子做的总功，又已知绳子自由端移动的时间，可利用公式P= 求出功率．（或先求出绳子自由端移动的速度，利用公式P=Fv求出功率）（3）滑轮组的机械效率η= ．根据题意可知W有用为物体克服摩擦做的功，W有用=f× ；W总为对绳子自由端所做的功，W总=Fs．所以η= = ．
【考点精析】认真审题，首先需要了解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）)，还要掌握功的计算(功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m)的相关知识才是答题的关键．