题目内容
【题目】一体重为600N,双脚与地面接触面积为0.05m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m,此时该滑轮组的机械效率为80%,求:(不计绳重及摩擦)
(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为多大?动滑轮的重为多少?
(2)在匀速提升物体的过程中,地面受到的压力为多少?工人对地面的压强为多大?
(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体?
【答案】(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为500N,动滑轮的重为200N;
(2)在匀速提升物体的过程中,地面受到的压力为100N,工人对地面的压强为2000Pa;
(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起1000N重的物体
【解析】
试题分析:(1)知道物体的重力和提升的高度,根据W=Gh求出有用功,根据η=×100%求出总功,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,根据W=Fs求出拉力的大小,不计绳重及摩擦,根据F=(G+G动)求出动滑轮的重;
(2)在匀速提升物体的过程中,人对地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力,根据p=求出工人对地面的压强;
(3)当绳子的拉力和人的重力相等时滑轮组提升物体的重力最大,根据F=(G+G动)求出提升物体的最大重力.
解:(1)工人做的有用功:
W有=Gh=800N×0.5m=400J,
由η=×100%可得,工人做的总功:
W总===500J,
由图可知,n=2,则绳端移动的距离:
s=nh=2×0.5m=1m,
由W=Fs可得,拉力的大小:
F===500N,
不计绳重及摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重:
G动=nF﹣G=2×500N﹣800N=200N;
(2)在匀速提升物体的过程中,人对地面的压力:
F压=G人﹣F=600N﹣500N=100N,
工人对地面的压强:
p===2000Pa;
(3)当绳子的拉力和人的重力相等时滑轮组提升物体的重力最大,
则F大=G人=600N,
提升物体的最大重力:
G大=nF大﹣G动=2×600N﹣200N=1000N.
答:(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为500N,动滑轮的重为200N;
(2)在匀速提升物体的过程中,地面受到的压力为100N,工人对地面的压强为2000Pa;
(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起1000N重的物体.