Question

8．小勇用下图所示滑轮组拉着物体匀速以0.2m/s的速度前进，物体重为450牛，物体与地面的接触面积为600cm²，物体受到与地面的摩擦力为物重的0.2倍，若该滑轮组的机械效率为75%，则：
（1）物体对地面的压强为多少？
（2）小勇对绳的拉力F为多少？

Answer 1

分析 （1）已知物体重为450牛，物体与地面的接触面积为600cm²，利用压强公式求得物体对地面的压强；
（2）由图可知，摩擦力的大小由3股绳子承担，s_绳=3s，克服摩擦力做的功为有用功，利用W_有用=fs求解；拉力做的功为总功，利用W_总=Fs_绳求总功，该滑轮组的机械效率为75%，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%可求得小勇对绳的拉力F；

解答 解：（1）此时物体对地面的压力等于其重力，即F=G=450N，
物体与地面的接触面积S=600cm²=6×10^-2m²，
物体对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{450N}{6×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=7.5×10³Pa；
（2）物体受到地面的摩擦力：f=0.2G=0.2×450N=90N，
由图可知n=3，则绳端移动的距离s_绳=3s，
克服摩擦力做的有用功：W_有用=fs=90N×s；
拉力做的总功：W_总=Fs_绳=F×3s；
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{90N×s}{F×3s}$×100%=75%．
解得F=40N；
答：（1）物体对地面的压强为7.5×10³Pa；
（2）小勇对绳的拉力F为40N．

点评 本题考查了使用滑轮组时承担物重绳子股数的确定方法、有用功、总功、机械效率的计算方法，确定克服摩擦力做功为有用功是本题的关键．