题目内容
【题目】一名体重为520N、双脚与地面接触面积为400cm2的学生站在水平地面上向下拉绳,用滑轮组在10s内将400N的重物匀速提升1m.提升重物的过程中滑轮组的机械效率是80%(不计绳重及摩擦),求:![]()
(1)画出滑轮组的绕线方式;
(2)拉力F的大小;拉力F的功率;
(3)他站在地面上匀速拉绳时地面对人的支持力.
【答案】
(1)解:由图可知,学生站在地面上,所以最终的绳子自由端方向向下,则绳子的起始端应在定滑轮上,如图所示:
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(2)解:不计绳重和摩擦,由η=
可得:
80%= ![]()
F=250N;
拉力端移动距离s=2h=2×1m=2m,
拉力做功:W总=Fs=250N×2m=500J,
拉力做功功率:P=
=50W;
(3)解:他站在地面上匀速拉绳时,G人=F支+F,则
地面对人的支持力:F支=G人﹣F=520N﹣250N=270N.
【解析】(1)应使绳子自由端方向向下,绳子的起始端固定在定滑轮上;
(2)机械效率已知,可以根据机械效率的公式以及功的计算拉力F的大小;利用公式W=Fs计算出拉力做的功,再利用公式
计算拉力做功的功率;
(3)人站在地面上匀速拉绳时,对人进行受力分析可知,G人=F支+F,据此求出地面对人的支持力 .
【考点精析】解答此题的关键在于理解滑轮组绳子拉力的计算的相关知识,掌握1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担,用n 表示.2、确定重物的上升距离,和拉力F 的绳端的移动距离;重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是:nh;3、看是否计动滑轮的重力.(绳重与摩擦一般情况都不计)当不计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)G物 ;当计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)(G物 + G轮),以及对功的计算的理解,了解功的计算公式:W = F S;F 表示力,单位:牛( N ) . S 表示距离,单位:米(m)W表示功, 功的单位就是牛· 米 . 叫作焦耳.即:1 J = 1N·m.