Question

13．某同学为建筑工地设计了如图的提升重物的装置，相关信息如下表：

电动机额定功率/W	1000
每块材料质量/kg	200
材料的长×宽×高/m	1×0.4×1
材料提升的高度/m	10
材料上升的速度/（m/s）	0.2
每个滑轮的质量/kg	5
绳子能承受的最大拉力/N	5000

（1）该材料按如图所示的放置方式静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？（g取10N/kg）
（2）电动机正常工作，提升一块材料到达目的地需消耗多少电能？
（3）请对该同学的设计进行合理的评价．（需数据支持，但无需写计算过程）

Answer 1

分析 （1）物体静止在水平面上时，水平地面受到的压力等于物体的重力，根据G=mg和p=$\frac{F}{S}$即可材料对地面的压强；
（2）根据表中材料上升的高度和速度，结合速度公式求出所用的时间，再根据W=Pt求出消耗的电能；
（3）可以从提升的高度、提升物体的多少等方面进行评价．

解答 解：（1）根据表中信息可知，一块材料的质量：m=200kg；
受力面积：S=1m×0.4m=0.4m²
材料对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{200kg×10N/kg}{0.4{m}^{2}}$=5000Pa；
（2）根据表中信息可知，材料上升的高度h=10m，材料上升的速度v=0.2m/s，
由v=$\frac{s}{t}$可知，上升的时间：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{10m}{0.2m/s}$=50s；
提升一块材料到达目的地需消耗的电能：W=P_额t=1000W×50s=50000J；
（3）根据表中数据可知，该装置提升物体上升的高度有限，即最大高度为10m；绳子能承受的最大拉力为5000N，一块材料的质量为200kg，每次提升的材料较少．
答：（1）该材料按如图所示的放置方式静止在水平地面上时，对地面的压强是5000Pa；
（2）电动机正常工作，提升一块材料到达目的地需消耗50000J的电能；
（3）该装置提升物体上升的高度有限，即最大高度为10m；绳子能承受的最大拉力为5000N，一块材料的质量为200kg，每次提升的材料较少．

点评 本考查重力、速度、功以及功率计算公式的应用，关键会从表中得出有用的信息．