Question

19．小明和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验，人以250N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，15秒钟绳子下端移动了0.9m，边长为20cm的正方体物体上升0.3m，已知滑轮组的效率为80%（g=10N/kg）．
（1）画出小明兴趣小组所用滑轮组的绕线情况．
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）重物被吊起前对地面的压强为多少？

Answer 1

分析 （1）先根据n=$\frac{s}{h}$求出作用在动滑轮上绳子的股数，然后再根据“奇动偶定”的原则画出绳子的绕法；
（2）先根据W=Fs求出总功，然后根据P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（3）先根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出有用功，然后根据W_有=Gh求出物体的重力，最后根据p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$求出重物对地面的压强．

解答 解：（1）根据题意可知，作用在动滑轮上绳子的股数：n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.9m}{0.3m}$=3；因此需从动滑轮的挂钩上固定绳子，然后依次绕完，如下图所示：

（2）总功：W_总=Fs=250N×0.9m=225J；
拉力做功的功率：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{225J}{15s}$=15W；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可得，W_有=ηW_总=80%×225J=180J；
由W_有=Gh可得，G=$\frac{{W}_{有}}{h}$=$\frac{180J}{0.3m}$=600N；
重物被吊起前对地面的压力等于重力，因此地面受到的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{600N}{0.2m×0.2m}$=15000Pa．
答：（2）人的拉力做功的功率是为15W；
（3）重物被吊起前对地面的压强为15000Pa．

点评 此题属于力学综合题，考查了滑轮组的绕绳方法、功的计算、功率的计算、机械效率计算公式的应用以及压强的计算，考查的知识点较多，并且非常重要，需要熟练掌握相应的公式或规律，根据需要灵活进行公式变形．