题目内容

19．如图所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是100kg、底面积为0.1m2的物件沿光滑斜面由底端匀速地拉到顶端，人所用的拉力F始终与斜面平行，斜面长是10m，斜面高为5m，物件对斜面的压强为8660Pa，整个过程耗时40s，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，g取10N/kg，求：
（1）物件对斜面的压力F压的大小；
（2）有用功的功率；
（3）若人所用拉力F的大小为312.5N，求动滑轮的重力和此时的机械效率；
（4）若某工人的拉力最大为500N，则他能拉起最大重力为多少的物体？

分析 （1）根据压强公式求出压力大小；
（2）先求出重力，再利用功的公式求出有用功，结合功率公式求出功率；
（3）利用机械效率公式，结合滑轮特点求出机械效率；利用总功等于有用功和额外功之和求出动滑轮的重力；
（4）根据功的公式和动滑轮特点求出最大拉力．

解答 解：由题意：
（1）由p=$\frac{F}{S}$可得：F压=PS=8660Pa×0.1m2=866N
（2）物体的重力：G=mg=100kg×10N/kg=1000N
有用功：W有=Gh=1000N×5m=5000J
有用功的功率：P=$\frac{{W}_{有}}{t}$=$\frac{500J}{40s}$=125W；
（3）物体移动的距离等于斜面的长s，用动滑轮拉动该物体，则绳子自由端移动的距离为2s．
整个装置的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{F•2s}$=$\frac{1{0}^{3}N×5m}{312.5N×2×10m}$=80%；
斜面光滑，所以机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{动}）h}$，
故有$\frac{1{0}^{3}N}{1{0}^{3}N+{G}_{动}}$=80%
解得：G动=250N；
（4）拉力所做的功用于提升物体和动滑轮，
根据功的原理有：F最大×2S=（G最大+G动）h
即：500N×2×10m=（G最大+250N）×5m
解得：G最大=1750N．
答：（1）物件对斜面的压力F压的大小866N；
（2）有用功的功率125W；
（3）动滑轮的重力250N，此时的机械效率80%；
（4）若某工人的拉力最大为500N，则他能拉起最大重力为1750N的物体．

点评 此题借助于斜面和滑轮考查学生对于力学中功、功率、机械效率的理解和掌握，属于综合题．

练习册系列答案
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②弹簧A8S2
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④弹簧B10S4
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呼气时的最大胸围值/cm
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实验序号衣服材质衣服布料层数长波紫外线透过率
1天蚕丝112%
225%
3化纤128%
4214%
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分析表中数据，回答下列问题：
（1）该实验验证衣服的防晒效果好坏是通过长波紫外线透过率比较．
（2）条件相同时，比较实验1、2或3、4得到的结论是衣服层数越多，防晒效果越好．
（3）根据测量结果，请向你的朋友提出一条夏季户外活动时着装的建议．

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