Question

9．工人师傅利用图示装置在10s内将一个重为600N的物体A匀速上升3m．已知作用在绳自由端的拉力F为300N，物体的底面积为0.5m²．若物体滑动时受到的摩擦力及绳重求：
（1）只将物体A放在地面上时对地面的压强．
（2）滑轮组的机械效率．
（3）拉力F做的功的功率．

Answer 1

分析 （1）只将物体A放在地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，根据W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）知道拉力做的功和做功时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力F做功的功率．

解答 解：
（1）只将物体A放在地面上时，对地面的压力：F=G=600N，
对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{0.5{m}^{2}}$=1.2×10³Pa；
（2）由图可知n=3，则绳端移动的距离：s=nh=3×3m=9m，
拉力做的总功：W_总=F′s=300N×9m=2700J，
提升物体做的有用功：W_有=G_物h=600N×3m=1800J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1800J}{2700J}$×100%≈66.7%；
（3）拉力F做功的功率：
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{2700J}{10s}$=270W．
答：（1）只将物体A放在地面上时对地面的压强为1.2×10³Pa；
（2）滑轮组的机械效率为66.7%；
（3）拉力F做功的功率为270W．

点评 本题考查了压强、有用功、总功、功率、滑轮组机械效率的计算，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等．