Question

【题目】质量为40kg、底面积200cm2的物体静止在水平地面上．用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知动滑轮重50N，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg）求：

（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强；

（2）拉力F的功率；

（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

【答案】（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强为2×104Pa；

（2）拉力F的功率为270W；

（3）滑轮组的机械效率88.9%

【解析】

试题分析：（1）物体静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，根据p=求出对地面的压强；

（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，不计绳重和摩擦时，根据F=（G+G动）求出拉力的大小，根据W=Fs求出总功，利用P=求出拉力的功率；

（3）根据W=Gh求出有用功，根据η=×100%求出滑轮组的机械效率．

解：（1）物体对地面的压力：

F压=G=mg=40kg×10N/kg=400N，

对地面的压强：

p===2×104Pa；

（2）由图可知，n=2，则绳端移动的距离：

s=nh=2×3m=6m，

不计绳重和摩擦时，拉力大小：

F=（G+G动）=×（400N+50N）=225N，

拉力做的总功：

W总=Fs=225N×6m=1350J，

拉力F的功率：

P===270W；

（3）有用功：

W有=Gh=400N×3m=1200J，

滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%≈88.9%．

答：（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强为2×104Pa；

（2）拉力F的功率为270W；

（3）滑轮组的机械效率88.9%．