Question

14．如图，工人用滑轮组在1min内拉着重为400N的正方体物体在水平地面上匀速前进了10m，已知正方体物体边长为40cm，工人所用拉为60N，滑轮组的机械效率为75%，求：
（1）该物体对地面的压强．
（2）拉力的功率是多大？
（3）物体受到地面的摩擦力是多大？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）知道边长和物体重，求出受力面积和对地面的压力，利用压强公式求对地面的压强；
（2）求出了拉力做功，再利用功率公式求拉力的功率；
（3）据效率可以计算出有用功，所以在据W=fs计算出摩擦力即可．

解答 解：（1）物体底面积为：
S=40cm×40cm=1600cm²=0.16m²，
因为物体静止于水平面
所以物体对地面压力：
F=G=400N，
物体对地面压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{400N}{0.16{m}^{2}}$=2500Pa；
（2）该滑轮组有两段绳子吊着动滑轮，所以费2倍的距离，故正方体物体在水平地面上匀速前进了s′=10m，绳子自由端移动s=20m；
拉力做功：W_总=Fs=60N×20m=1200J，
拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1200J}{60s}$=20W；
（3）知道总功是1200J，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$得：
W_有=W_总η=1200J×75%=900J；
由W=fs′可知：
f=$\frac{{W}_{有}}{s′}$=$\frac{900J}{10m}$=90N；
答：（1）该物体对地面的压强2500Pa；（2）拉力的功率是20W；（3）物体受到地面的摩擦力是90N；

点评 本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、功率公式、滑轮组s=nh的理解和运用，理解并求出有用功和总功是本题的关键．