Question

13．工人师傅利用图示装置在10s内将一个重为500N的物体A匀速上升2m．已知作用在绳自由端的拉力F为200N，物体的底面积为0.5m²．若不计物体滑动时受到的摩擦力及绳重求：
（1）只将物体A放在地面上时对地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率．
（3）拉力F做功的功率．

Answer 1

分析 （1）只将物体A放在地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（2）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求出总功，根据W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）知道拉力做的功和做功时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力F做功的功率．

解答 解：（1）只将物体A放在地面上时，对地面的压力：
F=G=500N，
对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{500N}{0.5{m}^{2}}$=1×10³Pa；
（2）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
s=nh=3×2m=6m，
拉力做的总功：
W=F′s=200N×6m=1200J，
拉力做的总功：
W_有=G_物h=500N×2m=1000J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1000J}{1200J}$×100%≈83.3%；
（3）拉力F做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1200J}{10s}$=120W．
答：（1）只将物体A放在地面上时对地面的压强为1×10³Pa；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）拉力F做功的功率为120W．

点评 本题考查了压强、有用功、总功、功率、滑轮组机械效率的计算，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等．