题目内容
【题目】如图所示,重为1140N的物体,它与水平地面的接触面积为1.5×103cm2 . 工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2m/s.(不计摩擦及绳重)求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)工人师傅拉绳的功率;
(3)体重为450N的小明用此滑轮组提升物体,但物体没有被拉动,物体对地面的最小压强为多大?
【答案】
(1)解:因为有2段绳子拉物体,所以s=2h,
滑轮组的机械效率:
η= =
=
=
=
×100%=95%
(2)解:拉力端移动的速度:v拉=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s,
工人师傅拉绳的功率:
P= =
=Fv=600N×0.4m/s=240W
(3)解:不计摩擦及绳重,F= (G+G动),
所以动滑轮重:G动=2F﹣G=2×600N﹣1140N=60N,
小明拉绳子时的最大拉力等于其重力,F′=G人=450N,
由于F′= (F拉+G动),
所以动滑轮对物体的最大拉力:F拉=2F′﹣G动=2×450N﹣60N=840N,
物体对地面的最小压力:F压=F支=G﹣F拉=1140N﹣840N=300N,
物体对地面的最小压强:
p= =
=2000Pa
【解析】(1)根据η= =
=
求出机械效率;(2)根据v拉=2v物求出拉力移动速度,根据P=
=
=Fv求出拉力的功率(3)根据工人师傅的拉力F=
(G+G动)求出动滑轮重,小明的最大拉力为F=G=450N,根据F=
(F拉+G动)求出绳子对物体的拉力,则物体对地面的压力F压=F支=G﹣F拉 , 根据p=
求出对地面的最小压强.
【考点精析】掌握压强的大小及其计算和滑轮(组)的机械效率是解答本题的根本,需要知道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);关于滑轮组机械效率的计算:W有用 = G·h;W总 = F·s; s = n·h (1)η=W有用 / W总 (2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF).
