Question

【题目】如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车质量为m车=3×103kg，汽车有四个轮子，每个轮子与地面的接触面积是250cm2，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。汽车运动的速度为3m/s，g=10N/kg。则求：

（1）汽车静止在水平地面上时对水平地面的压强是多少___？

（2）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功___？

（3）滑轮组的机械效率为多少___？（保留一位小数）

（4）将物体由井底拉至井口需要多长时间___？

（5）汽车牵引力为多少___？牵引力的功率为多少Kw____？

Answer 1

【答案】 3×105Pa 7.92×104J 90.9% 12s 5.2×103N 1.56×104W

【解析】（1）汽车静止在水平地面上时对水平地面的压力：F＝G车＝m车g＝3103kg10N/kg＝3104N，则汽车静止在水平地面上时对水平地面的压强：p＝＝3105Pa；（2）由图知，n＝3，将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s＝3h＝312m＝36m，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：W总＝Fs＝2.2103N36m＝7.92104J；（3）W有用＝Gh＝6103N12m＝7.2104J；滑轮组的机械效率：η＝100%≈90.9%；（4）已知汽车运动的速度为v＝3m/s，则物体上升速度：v物＝v＝3m/s＝1m/s，由v＝得，将物体由井底拉至井口需要的时间：t物＝＝12s；（5）汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，根据力的平衡条件可得牵引力：F牵＝Ff＝F0.1G车＝2.2103N0.13104N＝5.2103N，根据P＝ P＝＝Fv 可得，牵引力做功功率：P＝F牵v汽＝5.2103N3m/s＝1.56104W。