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=2v=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),

所以动滑轮重:G=2F﹣G=2×600N﹣1140N=60N,

小明拉绳子时的最大拉力等于其重力,F′=G=450N,

由于F′= (F+G),

所以动滑轮对物体的最大拉力:F=2F′﹣G=2×450N﹣60N=840N,

物体对地面的最小压力:F=F=G﹣F=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=2v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)求出动滑轮重,小明的最大拉力为F=G=450N,根据F= (F+G)求出绳子对物体的拉力,则物体对地面的压力F=F=G﹣F , 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).

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