Question

【题目】小华用如图所示的滑轮组提升物体A。已知小华的质量为64kg，每只鞋与地面的接触面积为100cm2。在匀速竖直提升物体A的过程中，小华施加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N，物体A上升的速度vA为0.1m/s， 滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。（g 取 10N/kg）

(1)拉力F做功的功率；

(2)物体A所受的重力；

(3)在1min时间内，滑轮组做的有用功；

(4)小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有多大？

Answer 1

【答案】(1)120W；(2)1080N；(3)6.48×103J；(4)1.2×104Pa

【解析】

(1)动滑轮上绳子段数n=3，故

v绳= nvA =3×0.1m/s=0.3m/s

拉力F做功的功率

P=Fv绳=400N×0.3m/s=120W

(2)滑轮组的机械效率

G物=ηnF=90%×3×400N=1080N

(3)1min时间内，物体A上升的高度由得

s=vt=0.1m/s×60s=6m

W有=G物h=1080N×6m=6.48×103J

(4)小华的重力

G华=m华g=64kg×10N/kg=640N

小华对地面压力

F压=F支=G华-F拉=640N-400N=240N

小华与地面的接触面积

S=2S鞋=2×100×10-4m2=2×10-2m2

小华对地面压强

答：(1)拉力F做功的功率是120W；

(2)物体A所受的重力是1080N；

(3)在1min时间内，滑轮组做的有用功是6.48×103J；

(4)小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强是1.2×104Pa。