Question

5．如图所示，一名体重为700N、双脚与地面接触面积为0.04m²的人站在水平地面上，他用500N的拉力，在20s内将800N的重物匀速提升1m．求：
（1）拉重物前，人对地面的压强；
（2）拉力做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）人对地面的压力等于人的体重，知道接触面积（受力面积），利用p=$\frac{F}{S}$求人对地面的压强；
（2）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，拉力端移动的距离s=2h，知道拉力，利用W=Fs求拉力做的总功，再利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率；
（3）利用W=Gh求拉力做的有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）拉重物前，人对地面的压力：F=G=700N，
人对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{700N}{0.04{m}^{2}}$=1.75×10⁴Pa；
（2）由图知，n=2，拉力端移动的距离s=2h=2×1m=2m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=500N×2m=1000J，
拉力做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{1000J}{20s}$=50W；
（3）拉力做的有用功：
W_有用=Gh=800N×1m=800J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{800J}{1000J}$×100%=80%．
答：（1）拉重物前，人对地面的压强为1.75×10⁴Pa；
（2）拉力做功的功率为50W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．

点评 本题为力学综合题，考查了压强、功、功率和机械效率的计算，虽然知识点多、综合性强，但都属于基础，难度不大．