Question

18．如图所示，一个质量60kg，底面积为0.1m²物块，通过滑轮组在25N拉力作用下以0.1m/s的速度作匀速直线运动．已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍．（g取10N/kg ）．求：
（1）在图上作出物体对水平地面压力的示意图；
（2）物体的重力是多少？
（3）物体静止时对水平地面的压强是多少？
（4）拉力的功率是多少？
（5）该滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根据压力的作用点在接触面上确定压力的作用点，然后根据压力的方向与接触面垂直，再过作用点表示出压力的方向．
（2）已知了物块的质量，利用重力的计算公式即可求解．
（3）物重即为物块对水平地面的压力，已知了受力面积，可直接代入压强公式进行计算．
（4）已知拉力的大小和物体的移动速度以及动滑轮上绳子的段数，根据公式P=FV可求拉力的功率；
（5）水平使用滑轮组，拉力克服摩擦力做功，首先用摩擦力乘以物体移动距离计算有用功，用拉力乘以拉力移动距离计算总功，然后用有用功除以总功计算机械效率．

解答 解：（1）压力的作用点在接触面的中央，过作用点作垂直于水平地面，并指向水平面的力；如图所示：

（2）已知：m=60kg，g=10N/kg，则：
G=mg=60kg×10N/kg=600N；
（3）当物块静止在水平桌面时，压力F=G=600N；
则：P=$\frac{F}{s}$=$\frac{600N}{0.1{m}^{2}}$=6000Pa；
（4）由题意可知，物体移动速度为v，绳端移动的速度为3v
由P=$\frac{W}{t}$，W=Fs得，
拉力的功率是P=Fv=F×3v=25N×3×0.1m/s=3.5W；
（3）f=0.1G=0.1×600N=60N；
W_有=fs；
滑轮组绳子段数n=3
W_总=F×s₂=F×3s，
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fs}{F×3s}$×100%=$\frac{60N}{25N×3}$×100%=80%
答：（1）如图所示；
（2）物体的重力是600N．
（3）物体静止时对水平地面的压强为6000帕．
（4）拉力的功率是3.5W；
（5）该滑轮组的机械效率是80%．

点评 此题考查的知识点有：重力的计算、二力平衡的应用、功和功率的计算等，综合性较强．